Строение коленвала: Устройство коленчатого вала

Устройство коленчатого вала

Что такое коленчатый вал и из чего он состоит?

Коленчатый вал – это важная часть двигателя внутреннего сгорания, потому как он преобразует возвратно-поступательные движения поршней в крутящий момент. Устройство коленчатого вала следующее: щёки, шатунные и коренные шейки, противовесы, хвостовик, фланец.

Опора коленчатого вала – коренные шейки. В классических четырехцилиндровых двигателях коленвалы с пятью опорами. Конструкция из трех опор применяется редко, потому как не такая прочная. Семиопорные валы имеют шестицилиндровые двигатели. Обычно в блоках цилиндров с небольшим диаметром цилиндра применяют коленвалы с одинарным противовесом. Во время изготовления и ремонта поверхность коренных и шатунных шеек тщательно полируется.

Виды коленвалов

Различают коленвалы с двойными противовесами и без них. Коленвал должен быть износостойким, иметь низкую массу, уравновешен, иметь точную обработку.

Изготавливаются коленчатые валы из высокопрочной легированной стали. Также бывают литые коленвалы из высокопрочного чугуна, которые закаляются токами высокой частоты. Также бывают полые коленвалы.

Как работает коленчатый вал?

На коленвал воздействуют изгибающие и скручивающие силы в процессе работы. Чтобы не было преждевременного разрушения сопряжение между шатунными шейками и щеками делают слегка закругленным. Если двигатель работает нормально, то коренные и шатунные шейки коленчатого вала постепенно изнашиваются, как и при скольжении подшипников.

Создается тонкая масляная пленка, благодаря подачи масла под давлением. Через некоторое время зазор между вкладышем и шейкой станет больше, уменьшится давление и снизится качество масляной пленки. Износ увеличивается, шейка с большим усилием задевает вкладыш, давление уменьшается снова и теперь работа невозможна, потому что из-за излишнего трения повышается температура, шейка сцепляется с вкладышем и он проворачивается.

Проверить, износились ли шейки коленчатого вала можно благодаря давлению масла в масляной магистрали на максимальных и минимальных оборотах прогретого двигателя. Между шейками и вкладышами на разобранном двигателе с помощью пластмассовой проволоки можно измерить зазор. Чем меньше зазор, тем деформация больше. В зависимости от конструкции двигателя на хвостовик коленвала устанавливается шкив, демпфер крутильных колебаний, звёздочка привода распредвала, вспомогательных и балансирных валов.

описание, принцип работы, ремонт, отличие подделки от оригинала

Компания Cummins известна всему миру производством двигателей и дизельных установок. Моторы этой фирмы очень качественны, долговечны и надежны. Но некоторые детали двигателей изнашиваются раньше, чем сам механизм, что зависит от условий эксплуатации и рабочих нагрузок.

Продлить жизнь мотора можно и нужно, а помогут в этом качественные запчасти, которые выпускает Cummins для своих изделий.

Ведь уже не раз было доказано, что производить ремонт двигателя лучше всего оригинальными запчастями к нему. Все запчасти для дизелей Cummins изготавливаются по самым новым технологиям и отвечают всем международным стандартам качества.

Конструкция коленчатого вала Камминс

Коленчатый вал этой фирмы выполняет одну из самых ответственных функций дизельного двигателя Cummins . С его помощью в крутящий момент преобразуются возвратно-поступательные движения поршней. Также коленвал является одной из самых дорогостоящих деталей двигателя.

Коленчатый вал Камминс располагается в блоке цилиндров мотора и представляет собой цельный конструктивный элемент. Он изготавливается из очень прочной стали, которую используют только для деталей дизельного двигателя.

Даже правильно установленные и качественные поршневые кольца рано или поздно приходят в негодность. Существует ряд конкретных причин, по которым детали получают повреждения и быстро изнашиваются.

Прозрачность емкости позволяет контролировать уровень заполнения фильтра. Повышение уровня дизельного топлива до граничной черты свидетельствует о загрязненности фильтра и необходимости его замены. О том как заменить фильтр читайте здесь .

Этот материал получают путем изотермического отжига стали: сначала ее нагревают до аустенитного состояния, выдерживают некоторое время при этой температуре и охлаждают до 600-700°С, потом снова выдерживают до окончания распада аустента и охлаждают до температуры окружающей среды.

Все этапы производства коленчатого вала Cummins жестко контролируются, чтобы качество детали было наивысшим.

Строение и принцип работы коленчатого вала Cummins

У этой детали двигателя довольно сложная форма коленей, к шейкам которых крепятся через подшипники шатуны поршней.

В коленвале объединены шейки коренные и шатунные, соединяющиеся друг с другом специальными щеками. В противоположном от шатунной шейки направлении расположен противовес, являющийся продолжением щеки. Он уравновешивает вес шатунов и поршней, обеспечивая плавную работу мотора.

Шатунная шейка, если она расположена между двух щек, называется коленом. В вале Cummins колена размещаются в зависимости от показателей цилиндров (их числа, порядка роботы и расположения), а также тактности двигателя.

Правильно выстроенное положение колен обеспечивает равномерное воспламенение и уравновешенность двигателя, а также минимальные крутящие колебания в нем. Шатунная шейка является опорой для конкретного шатуна.

Самым нагруженным в коленвале является место, в котором шейка переходит в щеку. Напряжение в нем снимается, благодаря галтели – радиусу закругления.

Подшипники скольжения обеспечивают вращение вала в опорах, а шатунов – в шатунных шейках. Они представляют собой тонкостенные вкладыши из стальной ленты, на которую нанесен антифрикционный слой. В опоре вкладыши зафиксированы специальным выступом, который не дает им проворачиваться. Упорный подшипник скольжения предотвращает осевые перемещения коленчатого вала Cummins.

Принцип работы вала

При максимальном удалении поршня щеки и шатун коленчатого вала вытягиваются в одну линию. Одновременно с этим топливо в цилиндрах начинает гореть, выделяя при этом горючие газы. Эти газы начинают перемещать поршень по направлению к коленвалу.

Вместе с поршнем перемещается и шатун, который проворачивает коленчатый вал Cummins относительно оси нижней головки. При развороте вала на 180°, процесс начинает совершаться в обратном направлении.

Таким образом, происходит равномерное приближение и удаление поршня, который в своих крайних точках имеют нулевую скорость.

Отличие подделки коленчатого вала Cummins

Коленчатый вал – довольно дорогая деталь, потому некоторые автолюбители пытаются на ней сэкономить, чего категорически нельзя делать. Есть и производители, занимающиеся подделкой этих деталей. Их валы могут быть конструктивно похожи на валы Cummins, но иметь значительно более низкие качественные характеристики.

Главное отличие подделанных валов от оригинальной детали Cummins заключается в качестве литья и способе установки шестерни, которую насаживают не на остывший вал, а горячий, потому она имеет синий отлив. Такая некачественная сборка может привести к тому, что шестерня под высокой нагрузкой провернется и серьезно повредит блок цилиндров, да и сам двигатель.

Подделанный коленчатый вал будет плохо сбалансирован, что может иметь разные последствия – от вибраций двигателя до поломки шатуна или вылета поршневого пальца.

После этого необходим капитальный ремонт двигателя, потому решать должен автовладелец – стоит ли экономить, покупая подделанный коленвал, или нет.

Ремонт коленчатого вала Cummins

Коленчатые валы Камминз служат довольно долго, но, как и все детали, могут ломаться и изнашиваться со временем. В зависимости от поломки, коленчатые валы ремонтируют по-разному.

Если деталь сильно износилась и на поверхности шатунных и коренных шеек появились задиры, необходимо, в первую очередь, отшлифовать их до показателей ремонтного размера.

Далее стоит подогнать вкладыши коленчатого вала Cummins или установить новые, более утолщенные вкладыши. При очень сильном износе коленвал все-таки стоит заменить.

Для предотвращения быстрого износа, необходимо делать профилактику посадочных мест под вкладыши коленвала, которые находятся в блоке цилиндров и в нижних головках шатунов. Также необходимо следить за масляным насосом , системой смазки и охлаждения, неисправности которых ускоряют процесс изнашивания вала.

При износе торцевой поверхности обрабатывают упорные фланцы в ремонтный размер, после чего устанавливают на них утолщенные полукольца. К такому износу может привести привод выключения сцепления, который нужно время от времени проверять.

Если на поверхности шатунных и коренных шеек имеются царапины, производят шлифование этих частей коленчатого вала Cummins. После этого необходимо проверять качество моторного масла и состояние фильтра.

Чтобы узнать, произошел ли прогиб коленчатого вала, следует поместить его на призмах, установленных на специальной металлической плите. С помощью стрелочного индикатора там проверяется изгиб оси. Если он присутствует – необходимо исправить изделие.

Использование двигателей CUMMINS в автомобилях «Газель-Бизнес» позволило повысить моторесурс двигателя на полтысячи километров, а расход топлива , по сравнению с бензиновыми аналогами, уменьшился на 30-35 процентов!

Естественно, идеальных смазочных материалов не существует. Однако максимально соблюсти характеристики стабильности масла при самых разных температурах крайне необходимо, поскольку уровень нагрева работающего двигателя достаточно высок. О том как выбрать моторное масло читайте тут .

Данная проверка может также выявить (визуально) наличие трещин на валу. Это делается и с помощью молотка – присутствие трещин выдает дребезжащий звук. Трещины на коленвале Cummins, к сожалению, ремонту не подлежат.

Царапины на поверхности, предназначенной под сальники, убираются с помощью шлифования. Если выработка сальников незначительна, их просто меняют на новые. Но иногда коленчатый вал приходится заменять.

Если на коленчатом валу Cummins разрушены шпоночные пазы и посадочные места под втулки и штифты, то их следует выполнить заново. Наличие сбитой резьбы в отверстиях для крепежа убирают, нарезая резьбу большего диаметра. После ремонта коленчатого вала Камминз, его следует тщательно промыть и продуть сжатым воздухом до полного высыхания.

Коленчатый вал Cummins отличается своей прочность и долговечностью, но необходимо следить за его состоянием, проводя регулярное ТО двигателя. Покупая новый вал, не стоит экономить на нем, покупая поддельное изделие.

Читайте так же:

Устройство коленчатого вала скутера — Alisa-motors

Коленчатый вал большинства китайских, корейских, японских, европейских четырех и двухтактных скутеров представляет собой классический кривошип, который более чем за 100 лет со дня своего первого появления на свет претерпел лишь незначительные изменения.

В основе любого коленчатого вала лежит шатун. Шатун принимает на себя возвратно-поступательную нагрузку поршня и с помощью кривошипа — возвратно-поступательное движение поршня преобразуется в вращательное движение коленчатого вала. Таким образом осуществляется вращение двигателя.

 

Коленчатый вал четырехтактного скутера.

Коленчатый вал двухтактного скутера.

Устройство.

Палец нижней головки шатуна съемный. При большом желании и наличии пресса (увесистой кувалды) его без труда можно выпрессовывать.

Цапфа и щека выполнены заодно.

С цапф коленчатого вала осуществляется отбор мощности для привода разных систем и трансмиссии скутера. Цапфы коленчатого вала четырехтактного двигателя в этом плане более развитые. Оно и не удивительно: четырехтактный двигатель более сложный и оснащен дополнительными системами, которые от чего-то нужно приводить в движение.

С правой цапфы осуществляется привод генератора, масляного насоса и к ней же прикладывается усилие от обгонной муфты стартера. Чтобы механизмы не проворачивались на цапфе — они фиксируются шпонками.

На некоторых моделях двигателей — привод масляного насоса осуществляется цепью. На других — шестерней.

А это обгонная муфта, которая сидит непосредственно на цапфе. На этой модели двигателя муфта находится в картере. На других моделях муфта может находится под крышкой вариатора.

С другой цапфы обычно осуществляется отбор мощности для привода распределительного вала ГРМ и на ней же сидит вариатор.

Шатун объединяет собой две головки: нижнею и верхнею. Обе головки покоятся на подшипниках: верхняя головка покоится либо на подшипнике качения (2Т), либо на подшипнике скольжения (4Т), Нижняя покоится на подшипнике качения.

В нижней головке, возле основания шатуна есть небольшие пазы через которые во время работы двигателя выбрасывается моторное масло. Таким образом осуществляется смазка и дополнительное охлаждение деталей ЦПГ.

Сепаратор нижней головки шатуна четырехтактного двигателя.  К слову сказать, сепаратор, а также нижняя головка шатуна и палец, который соединяет щеки — являются самыми быстроизнашиваемыми деталями коленчатого вала. И от их качества напрямую зависит сколько отходит коленчатый вал.

Сепаратор коленчатого вала двухтактного двигателя.

Сепаратор представляет собой обычный подшипник качения. Основными элементами которого являются иглы или ролики — без разницы. Для улучшения работы подшипника, снижения шума работы и обеспечения должной смазки трущихся деталей — иглы отделены друг от друга стенками корпуса в котором они заключены. Откуда собственно и пошло название: Separator — переводиться как отделять.

Система смазки нижней головки шатуна четырехтактного двигателя имеет не сказать, чтобы совершенную, но очень надежную и простую конструкцию. На наружной стороне одной из щек коленчатого вале есть небольшая полость — образованная жестяной тарелкой запрессованной в щеку. Во время работы двигателя — масляный насос через специальный канал в посадочном гнезде коренного подшипника нагнетает моторное масло в эту полость.

Под действием центробежной силы — масло устремляется в отверстие расположенное с торца пальца нижней головки шатуна. Отверстие расположенное в торце пальца нижней головки шатуна напрямую связано с отверстием расположенным посередине беговой дорожки игл сепаратора. Масло проходя под давлением через отверстие смазывает иглы сепаратора.

Масляный канал по которому поступает масло в полость обозначен стрелкой.

Масляный канал по которому масло поступает из полости к подшипнику нижней головки шатуна (сепаратору).

Через это отверстие непосредственно связанное с основным отверстием в торце пальца осуществляется принудительная смазка подшипника нижней головки шатуна.

За время эксплуатации в полости скапливается много грязи и стружки.  Из этого следует, что полость помимо основной функции обеспечивает дополнительную очистку масла.

Во время работы двигателя — стружка и грязь отбрасывается центробежной силой к стенкам полости тем самым происходит очистка масла. Такой метод очистки масла применялся на старых двигателях в которых вместо современного бумажного фильтра стояла центрифуга, которая осуществляла очистку масла по похожему принципу.

В двухтактных двигателях нижний подшипник шатуна смазывается за счет попадания на него масла из топливной смеси.

Для обеспечения надежной смазки нижнего подшипника в теле шатуна двухтактного двигателя есть специальные каналы, через которые масло из топливной смеси попадает к подшипнику.

Коленчатый вал — что такое коленвал в автомобиле: устройство


Коленчатый вал

, в сокращенном варианте
коленвал
— это деталь двигателя, которая по своей форме напоминает колено. Поэтому часто деталь так и называют «
колено
«. Место расположения коленвала: блок цилиндров.
фотогалерея:
В зависимости от количества цилиндров, находящихся в двигателе авто, напрямую зависит форма колена. Колневал является составляющей кривошипно-шатунного механизма и предназначен для преобразования возвратно-поступательные поршневые движения в их вращение. Его поршни подвергаются силе давления газа, инерционной силе и движущихся масс КШМ. Изготовлено колено, как правило, из стали методом ковки. В большинстве случаев, на двигатели дизельного типа устанавливают самые прочные коленвалы.

Коленвал в автомобиле

Коленвал это деталь в моторе автомобиля, приводящаяся в движение поршневой группой. Он передает крутящий момент на маховик, который в свою очередь вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на полуоси ведущих колес.
Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащаются таким механизмом. Эта деталь создается специально под марку двигателя, а не под модель автомобиля. В процессе эксплуатации коленчатый вал притирается к особенностям строения ДВС, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на выработку трущихся элементов и на то, почему она появилась.

Как выглядит коленвал, где он находится и какие бывают неисправности?

История коленчатого вала

Как отдельное изделие коленчатый вал не появился в одночасье. Вначале появилась технология кривошипа, которая применялась в разных областях сельского хозяйства, а также в промышленности. Например, кривошипами с ручным приводом пользовались еще в период 202-220 гг.н.э. (во времена династии Хань).

Отличительной особенностью таких изделий было отсутствие функции преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные или обратно. Разные изделия, выполненные в форме кривошипа, использовались в Римской империи (II-VI век н.э.). Некоторые племена центральной и северной Испании (кельтиберы) пользовались навесными ручными мельницами, которые работали по принципу кривошипа.

В разных народах эта технология совершенствовалась и использовалась в разных устройствах. Многие из них использовались в механизмах вращения колес. Примерно в 15 веке текстильная промышленность начала использовать барабаны с конструкцией кривошипа, на которые наматывались мотки пряжи.

Но сам по себе кривошип не обеспечивает вращение. Поэтому его нужно совместить с другим элементом, который обеспечивал бы преобразование возвратно-поступательных движений во вращение. Арабский инженер Аль-Джазари (жил в период с 1136 по 1206 год) изобрел полноценный коленчатый вал, который при помощи шатунов был способен выполнять подобные преобразования. Этот механизм он использовал в своих машинах для подъема воды.

На основе этого устройства постепенно разрабатывались всевозможные механизмы. Например, современник Леонардо да Винчи, Корнелис Корнелисзун построил пилораму, которая работала от ветряной мельницы. В ней коленчатый вал выполнят обратную функцию по сравнению с коленвалом в ДВС. Под действием ветра вращался вал, который при помощи шатунов и кривошипов преобразовывал вращательные движения в возвратно-поступательные и двигал пилу.

По мере развития промышленности коленчатые валы приобретали все больше популярности за счет универсальности их применения. На сегодняшний день самый эффективный двигатель работает на основе преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные, которое возможно благодаря коленвалу.

Для чего нужен коленчатый вал

Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие ДВС, читайте в другой статье) происходит процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательное движение. В блоке цилиндров установлены поршни с шатунами. Когда смесь воздуха и топлива попадает в цилиндр и воспламеняется от искры, высвобождается большая энергия. Расширяющиеся газы давят на поршень, перемещая его к нижней мертвой точке.

Все цилиндры посажены на шатуны, которые в свою очередь закреплены на шатунных шейках коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм оказывается равномерное воздействие (частота колебаний зависит от количества цилиндров в моторе). Это приводит коленвал к постоянному вращению. Вращательное движение дальше передается на маховик, а от него через сцепление на коробку передач и затем на ведущие колеса.

Итак, коленчатый вал предназначен для преобразования разного рода движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как от симметричности и точно выверенном угле наклона кривошипов относительно друг друга зависит чистота вращения первичного вала в КПП.

Материалы, из которых изготовлен коленчатый вал

Для изготовления коленчатых валов используется сталь или высокопрочный чугун. Причина в том, что деталь подвергается большой нагрузке (большой крутящий момент). Поэтому данная деталь должна отличаться высокой прочностью и жесткостью.

Для изготовления чугунных модификаций используется литье, а стальных – ковка. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того как изделие получит нужную форму, его шлифуют, а чтобы оно было прочнее, его подвергают обработке при помощи высоких температур.

основные причины, правила и этапы

Коленчатый вал отвечает за преобразование возвратных и поступательных движений во вращательные, тем самым заставляя заднее колесо скутера вращаться. Строение мотодеталь имеет достаточно простое: пара больших дисков, связь между которыми осуществляется с помощью шатунной шейки. Причем последняя располагается не строго по центру, а имеет небольшое смещение к краю.

Благодаря этим двум дискам обеспечивается вращение вала с равномерной скоростью и в требуемом направлении. Они служат такими себе маховиками. В центральной части каждого диска имеются полуоси, на которых крепятся подшипники. Полуоси уходят в разные стороны, а концы вала передают энергию в генератор, а затем через сцепление на коробку передач.

Четырехтактные скутера не часто требуют замены коленвала, потому что эта деталь считается достаточно прочной. Но иногда возникают ситуации, когда замена деталей в коленвале все же необходима. И мотоводителям лучше знать их «в лицо».

Причина №1. Желая провести тюнинг своего мотоконя, водители практически всегда хотят изменить технические параметры мотора.

Причина №2. В коленвале имеются мотодетали, которые особо страдают при постоянной эксплуатации. Это подшипники и сальники. Чтобы провести их замену, необходимо демонтировать коленвал, а затем поставить его на место.

Причина №3. Диагностика коленвала требуется в том случае, когда скутер перестал набирать обороты (потерял мощность), или есть подозрения на утечку масла, или ощущается повышенная вибрация мотора, которой раньше не было.

Вот и весь перечень возможных причин. Может есть и еще какие-то, но они случаются так редко, что о них практически не говорят.

Подготовке скутера или мопеда к ремонту всегда предшествует снятие коленвала. Услышав первый раз о «раскалывании мотора» новичок может очень удивиться. А на самом деле, ни о каком механическом повреждении узла речь не идет. Имеется в виду всего лишь отделение двух половиной мотора друг от друга и последующее извлечение коленвала.

Берется кусок старой ветоши, и ним обворачивается вся поверхность шатунного механизма. Таким образом удастся избежать повреждений агрегата. Затем откручиваются 4 пары винтов, которые скрепляют обе половинки мотора. Иногда с этим могут возникнуть сложности (особенно, если до этого блок еще ни разу не разбирался). Но не стоит отчаиваться, способ есть. Берется крепкая планка, в которой имеются отверстия, и одевается на одну из полуосей коленвала. Это отверстие должно быть по центру, а в боковые необходимо вставить по болту. Болты нужно постепенно затягивать, в результате чего коленвал просто выдавит противоположную часть мотора.

При этом все подшипники могут остаться на коленвале, и снять их уже не составит труда. А вот сальники нужно будет практически «выбивать», применяя специальную насадку на торцевой ключ.

Заменить подшипник самостоятельно несложно. Достаточно иметь строительный шеен и новую пару запчастей. Коленвал закрепляется тисками, а внутренняя обойма подшипников сильно разогревается (до +100 градусов по Цельсию). Конструкция существенно расширится, и подшипники легко установятся. Также проходит процедура и для второй полуоси коленвала.

Ремонт любого узла и агрегата требует определенной сноровки и некоторой базы знаний. Также существуют универсальные правила, проверенные временем и одобренные опытными водителями.

  1. Любое «вскрытие» любого мотоблока можно рассматривать, как настоящее хирургическое вмешательство. И чем стерильнее будут условия вокруг, тем более предсказуемым будет окончательный результат. Поэтому любую «операцию» следует начинать с очистительных работ. Тщательно очищаются все детали от нагара, остатков масла и инородных тел, затем можно промыть бензином или специальным средством, после чего высушить либо вытереть. Только после этого можно приступать к основным этапам ремонта.
  2. Но чистой должна быть не только ремонтируемая деталь, но и инструмент, который используется.
  3. Не нужно торопиться, особое внимание следует уделить всем резьбовым соединениям. Их очистить можно с помощью тряпки и сжатого воздуха.
  4. Нельзя отклоняться от мануала по ремонту. Каждое пособие пишется с учетом особенностей каждой конкретной модели скутера, поэтому ни одно значение не должно игнорироваться.

Что такое шпонка коленвала и зачем она нужна?

Любой легковой автомобиль, содержит в себе великое множество различных деталей, обеспечивающих комфорт водителя и движение самой техники. Есть в нем большие и маленькие детали, но все они важны для машины. Даже самая, казалось бы, незначительная из них, может играть существенную роль для машины. Среди таких деталек, можно в качестве примера выделить шпонку на коленвале.

Сам коленвал важен для авто, но будет ничего не значить, если к нему не будет присоединена эта самая маленькая шпонка. Именно за ее счет и происходит полноценное движение техники. И обойтись без нее никак не получится. В чем же ее роль, чем она так важна, мы с вами и попробуем детально разобраться в данной статье.

Зачем нужна машине коленвальная шпонка?

Прежде всего, стоит отметить тот факт, что данная деталь, служит важным связующим звеном между ступицей и непосредственно валом автомобиля. Шпонка осуществляет передачу вращения в момент движения колесного механизма машины от одной части машины к другой и обратно. В итоге выполняется необходимое при движении вращение колеса.

Получается, что без наличия шпонки коленвала, машина попросту не сможет сдвинуться с места. Ее колеса попросту не смогут выполнять вращающие движения, и автомобиль будет неподвижен. Вот такая она, маленькая, но важная шпонка. А что же она собой представляет?

Конструкция шпонки

Прежде чем рассматривать строение шпонки, надо указать на то, что такие детали, широко используются во всех сферах машиностроения. И хотя сама конструкция очень простая и даже можно сказать примитивная, но именно она считается самым качественным соединением в автомобилях различного назначения и конструкции. К тому же стоимость таких шпонок довольно низкая и купить их может любой желающий.

Если такая деталька выходит из строя, это тоже нельзя назвать какой-то проблемой или сложностью. Она запросто демонтируется и так же легко устанавливается назад. Однако кажущаяся на первый взгляд простота и универсальность шпонок обманчива.

В чем соль?

Дешевое соединение в виде шпонки в машине все-таки имеет существенный минус для автомобилистов, который нельзя забывать и всегда учитывать при текущем или незапланированном ремонте.

Дело в том, что шпонка сделана таким образом, чтобы крепится к машинной части специальными пазами. И что? А то, что именно эти пазы со временем очень серьезно вредят и ослабляют весь автомобильный вал и как следствие и ступицу. Шпоночный паз уменьшает поперечное сечение и значительно повышает напряжение. Это указывает автомобилистам на необходимость более внимательного выбора детали и соединения в целом в данном случае.

Для большинства легковых машин такие шпонки незаменимы и только они используются как надежное соединение. Но если ваш автомобиль относится к тем техническим средствам передвижения, у которых предусмотрен быстроходный вал, использовать рассматриваемую нами шпонку лучше не применять и не использовать при соединении колен вала с другими частями машины.

Все ли шпонки одинаковы и универсальны для легковых машин?

Это распространенное заблуждение владельцев авто. Конечно же, такие шпонки бывают разными и могут отличаться одна от другой. Главное отличие таких шпонок в типе соединения. Они бывают ненапряженными и напряженными.

Напряженные соединения — это те соединения, которые относятся к шпонкам клиновидного типа. Ненапряженные — это те, которые соединяются по сегментному либо призматическому принципу за счет своего строения. Более того, шпонки подразделяются на заводские стандартные ГОСТы.

Которые маркированы согласно тому типу, к которому относится та или иная разновидность шпонок:

  • призматический тип детали, имеет гостовскую маркировку- 23360-78;
  • сегментный тип — 24071-97;
  • цилиндрический — 3128-70, а может быть таким — 12207-79;
  • клиновый-24068-80;
  • клиново-тангенциальный — 24069-97 или 24070-80.

Владельцам легковых машин, приходится сталкиваться больше с неподвижными соединениями шпонок, которые относятся к ненапряженному типу соединения.

Из чего производят шпонки для авто?

Рассматривая представляемую деталь, наверняка автомобилисту будет интересно, из чего же делают шпонки, какой материал используется при их изготовлении.

Шпонки для машин делают из углеродистой стали. Которая отвечает особенным требованиям. Ее предел прочности должен составлять не меньше 500 Мпа. Сталь предварительно проверяется на качество и прочность. Ее тестируют на смятие и ударные нагрузки.

Что будет, если шпонка сместиться?
Сдвиг или как говорят мастера по ремонту машин люфт, могут серьезно навредить всему автомобилю и вынудить владельца техники заплатить на ремонт очень серьезную сумму денег.

При таком сдвиге вероятны следующие неприятные поломки в машине:

  • сбить фазы распредвала и привести к неравномерной подаче бензина в цилиндры при работе авто.
  • некорректной работе мотора машины.
  • вызвать рассогласование распределительного вала и коленвала, что неизбежно вызовет заклинивание мотора авто.
  • срыв шестерни, которая повлечет за собой разрушение многих деталей техники.

От чего зависит надежная фиксация шпонки шкива коленвала в механизме автомобиля?

Тут все зависит от того, кто устанавливает шпонку в машине, насколько правильно и профессионально этого выполняется. Кроме того многое зависит и от качества самой шпонки. Нельзя ни в коем случае заменять шпонку другими кустарными запчастями и мудрить что-то свое и нестандартное.

Шпонка может быть заменена в машине исключительно такой же оригинальной деталью, которую рекомендует производитель данного автомобиля. Кроме того целостность шпонки должен регулярно проверять сам владелец машины. Это позволит своевременно выявить проблему и избежать многих еще более неприятных поломок в дальнейшем.

Что делать если на шпонке вы обнаружили скол?

Если такая ситуация произошла, то придется ваше авто либо перегонять на СТО либо самостоятельно закатывать рукава и исправлять эту неприятность. Второй вариант подойдет только тем, кто в этом хоть немного понимает и точно сможет сделать. В противном случае СТО вам в помощь и без всяких других гвоздей!

Если вы решились все-таки самостоятельно решить проблему, то знайте снимать движок тут стоит в любом случае. Следующий момент, если паз по шпонку имеет существенный скол, то его придется заново наваривать с помощью сварки. После этого нарезать новое место под вашу шпонку иначе никак.

Есть еще один вариант, более кардинальный — менять полностью коленвал. Однако это не каждому по карману и не всегда возможно, в зависимости от ситуации и местонахождения машины в момент поломки.

Как определить, что шпонка коленвала исправна?

Как вы, наверное, уже поняли, от исправности шпонки и коленвала в целом зависит «здоровье» двигателя машины в целом. Однако как же определить вовремя, что с ними что-то не так?

Если вы, заметили несвойственный стук мотора во время движения машины, одной из вероятных причин может стать неисправность коленвала или шпонки в частности. Пройдите автомобильную компьютерную диагностику и заранее узнайте о вероятной проблеме. Помните визуально можно не увидеть небольшой скол на шпонке или гнезде, где она установлена!

Если же из рабочего строя вышла сама шпонка, то это, как правило, ее попросту замяло между частями машины. В этом случае потребуется замена шпонки на новую.

Теперь вы знаете, что собой представляет шпонка коленвала, что от нее зависит, какие неприятности могут быть, если она выйдет из строя и многое другое.

Поделитесь информацией с друзьями:


блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун

Для будущего автомобильного механика, диагноста устройство двигателя автомобиля является одной из ключевых тем. Именно двигатель обеспечивает транспортное средство энергией, которая нужна для его движения. 

Чаще всего механизм запуска устройства двигателя автомобиля возможен за счёт применения бензина или дизеля (дизельного топлива). Сгораемое внутри мотора топливо продуцирует тепло, что приводит к увеличению температуры газов внутри цилиндра двигателя и росту давления газов. Подвижные части двигателя под их влиянием вступают в работу, и тепловая энергия преображается в механическую.

Базовые части двигателя


Чтобы хорошо понимать устройство двигателя автомобиля, важно разбираться, что из себя представляет блок, цилиндр, поршень, поршневые кольца и шатун.

Блок 

Металлическую основу мотора, остов называют блоком. Это корпусная деталь. Именно к блоку крепятся механизмы и отдельные части мотора и его систем.

Иногда можно встретиться с термином «блок», иногда – с терминами «блок двигателя», «блок цилиндров». Всё это одно и тоже.
Блок двигателя берёт на себя серьёзные нагрузки. Поэтому контроль качества при его изготовлении должен быть предельно высок. Огромное внимание уделяется как материалу, так и уровню точности изготовления детали. Для производства используются высокоточные станки.

Раньше блоки изготавливали из перлитного чугуна с легирующими добавками. Популярность чугуна при изготовлении блоков легко объяснима тем, что материал износостоек, стабилен по своим свойствам, малочувствителен к перегреву, адаптивен к ремонту. Сейчас некоторые производители также выпускают блоки из алюминиевого, магниевого сплава. В этом случае есть выигрыш, связанный с весом мотора. Это очень актуально для блоков моторов спорткаров.

Цилиндр 

Рядом с понятием «блок» стоит понятие «цилиндр». Под цилиндром подразумевается цилиндрическое отверстие, высверленное в блоке.  То есть это рабочая камера объёмного вытеснения.

Уплотнение верхней стороны цилиндра обеспечивает головка. Именно в ней находятся: 

  • Клапаны. Обеспечивают (в процессе открытия-закрытия) поступление в цилиндр воздуха, топливовоздушной смеси. Также среди функций клапанов обеспечивают очистку камеры сгорания цилиндра от отработавших (выхлопных) газов. Закрытие клапанов и удержание их в таком состоянии обеспечивают клапанные пружины.
  • Распредвалы (элементы привода клапанов). От них зависит то, как открываются клапаны, сколько времени они находятся в открытом состоянии
  • Механизмы привода клапанов. Функция идентична. И, как видно, из названия – это привод клапанов. Но сами механизмы могут быть разными. Всё зависит от мотора: например, бензиновый, дизельный.

Цилиндр играет роль направляющего для поршня.


Поршень, поршневые кольца и шатун


Цилиндрическая деталь или совокупность деталей, которая преобразует энергию горения топливо в механическую энергию, называется поршнем.

В проточках на боковой поверхности поршня вставлены поршневые кольца. Благодаря им между поршнем и стенкой цилиндра создаётся уплотнение. Задача поршневых колец заключается в создании барьера для перетекания из камеры сгорания в картер коленчатого вала газов.

Среди задач поршня:

  • Оказание силового воздействия на шатун.
  • Отвод тепла от камеры сгорания.
  • Герметизация камеры сгорания.

Подвижное соединение между поршнем и коленчатым валом обеспечивает шатун. Именно шатун передаёт силу движущегося поршня к вращающемуся коленчатому валу.


Коленчатый вал 


Коленчатый вал – это важная составляющая кривошипно-шатунного механизма. Кривошип коленчатого вала создает возвратно-поступательное движение поршня через шатун (подвижный элемент), то есть возвратно-поступательное движение поршня превращается в крутящий момент. Физически коленвал расположен в нижней части двигателя. Снизу коленвал прикрыт картером – самой внушительной неподвижной и полой частью двигателя, закреплённой на блоке сбоку. Визуально картер напоминает поддон.

Конструкция коленчатого вала состоит из несколько шеек (коренных и шатунных). Они соединены щеками, соединенных между собой щеками. Место перехода от шейки к щеке всегда является самым нагруженным у коленвала.

На коленчатый вал приходятся переменные нагрузки от сил давления газов.
Для того, чтобы не возникало осевых перемещений коленчатого вала, используется упорный подшипник скольжения. Он устанавливается на одной из шеек (средней или крайней).

Несколько важных терминов, касающихся устройства двигателя автомобиля


Камера сгорания –замкнутое пространство, где осуществляется воспламенение и горение топливовоздушной смеси. Сверху камера сгорания ограничена нижней поверхностью головки цилиндра, сбоку – стенками цилиндра, снизу –днищем поршня.
Толкатели клапанов, подъёмники –промежуточное звено, необходимое для передачи движения от распределительного вала к остальным частям механизма привода клапанов.
Коромысла (рокеры). Детали двигателя, функции которых заключаются в передаче движения от распределительного вала к клапанам.

Маховик. Деталь, ответственная за обеспечение равномерного вращения коленчатого вала. На цилиндрической устанавливается зубчатый венец. Он помогает провести пуск электростартера.

На схеме представлено расположение основных частей двигателя при рассмотрении его со стороны его задней части. На фланце коленчатого вала видны отверстия под болты, с помощью которых к фланцу крепится маховик с зубчатым венцом, или платина привода гидравлического трансформатора автоматической трансмиссии. Источник: Ford.

Автомобильные двигатели

Большинство двигателей автомобилей многоцилиндровые. Это значит при работе используется два или несколько цилиндров и два или несколько поршней.  

Автопром выпускает машины с 2-; 3-; 4-; 5-; 6; 8-; 10- и 12-цилиндровыми двигателями. 
Чем больше цилиндров у мотора, тем больше возможностей для увеличения мощности двигателя. Если нужен двигатель, предназначенный для езды по бездорожью либо машина, развивающая сверхвысокие скорости, актуально именно устройство двигателя автомобиля, ориентированное на большое количество цилиндров. Устройство двигателя с большим количеством цилиндров обеспечивает отличную равномерность вращения коленчатого вала, ведь угол поворота коленчатого вала при 10, 12 цилиндрах – очень небольшой.

Но у 2-х цилиндровых двигателей есть другое преимущество: самые лучшие показатели топливной эффективности.

Циклы двигателя

Устройство двигателя автомобиля всегда рассматривается в купе с его рабочим циклом.
Физически цикл – это периодически повторяющиеся процессы в каждом его цилиндре. Достаточно подробно разница между работой четырёхтактного и двухтактного двигателя отражена в нашей статье о двигателе внутреннего сгорания.

Сегодня мы остановимся на работе четырёхтактных моторов. Именно по четырёхтактному циклу работает большинство современных автодвигателей. Хотя сам принцип двигателя был изобретён Николаусом Отто в 19-м веке.

Поршень четырёхтактного двигателя совершает нисходящее и восходящее движение. Эта работа укладывается в один оборот коленчатого вала. При втором обороте коленчатого вала вновь повторяют эти движения.

1. Такт впуска (всасывания). Поступление в цилиндр двигателя свежего заряда: воздуха- от дизельного мотора бензинового двигателя с прямым вспрыском или топливовоздушной смеси, от газово-топливного двигателя, мотора с распределенным или центральным впрыском топлива, или газо-топливные двигатели). В результате разрежения, созданного поршнем, перепад давления между давлением в цилиндре и давление окружающего воздуха, заряд втягивается непосредственно в цилиндр.

2. Такт сжатия. Шатун толкает поршень. Поршень сжимает газообразный свежий заряд в цилиндре. Устройство дизельного двигателя настроено на то, чтобы температура сжатых газов должна достигла температуры воспламенения топлива. Если же речь идёт об устройстве газо-топливного, бензинового двигателя температура в конце такта сжатия достигать температуры воспламенения топлива не должна. Воспламенение производится от электроискрового разряда свечи зажигания.

3. Такт рабочего хода. Температура газов в цилиндре снижается, энергия горящих газов преобразуется в механическую энергию.

4. Такт выпуска отработавших газов. Поршень движется снизувверх. Отработавшие газы выходят из цилиндра через выпускной клапан.

Устройство двигателя автомобиля устроено так, что четыре такта повторяются циклично. Посредством маховика механическая энергия превращается во вращательное движение коленвала.

Модульное обучение автоосновам доступно при изучении электронных программ по профессиям. Удобный дистанционный формат обучения.

Коленчатый вал — обзор | ScienceDirect Topics

На рис. 6 показано поперечное сечение впускного коллектора. Угол дроссельной заслонки регулирует массовый расход воздуха, м3, дюйм, в коллектор. Дизельные двигатели либо не дросселируются, либо очень умеренно дросселируются в некоторых рабочих точках, чтобы обеспечить достаточную рециркуляцию отработавших газов. Массовый расход воздуха из коллектора в цилиндры, ma,out,, зависит от уровня давления во впускном коллекторе, p m (и давления в цилиндре, p c ).Для правильного управления соотношением воздух-топливо λ в переходных режимах количество впрыскиваемого топлива должно быть адаптировано к массовому расходу воздуха в цилиндр, ma,out, а не к массовому расходу воздуха во впускной коллектор, ma, в,.

РИСУНОК 6. Поперечное сечение впускного коллектора.

Колебаниями давления во впускном коллекторе пренебречь (усредненная модель). Изменение массового расхода воздуха m.a,in, приводит к запаздывающему изменению давления в коллекторе p m .Применимое дифференциальное уравнение выводится из энергетического равновесия: изменение внутренней энергии массы воздуха во впускном коллекторе равно сумме входящего и выходящего потоков энергии плюс баланс изменений энергии газа за счет вытеснения работа pV . Вводя удельную внутреннюю энергию u  =  U / m и удельную энтальпию h  =  H / m , дифференциальное уравнение принимает вид:

(7)ddt м.A, inuin-ma, Outuout + pav.in-pmv.out

Использование определенных тепловых коэффициентов C V = ∂ U / ∂θ и C P = ∂ H / ∂θ, адиабатический показатель κ = C P C V V V V , газовая постоянная R , а также плотность воздуха ρ = м / , получим следующее уравнение изменения давления:

(8)с.m=κRϑaVm(m.a,in−ϑmϑam.a,out)

Трудно измерить массовый расход воздуха из коллектора в цилиндр, m.a,out,. Поскольку динамическая реакция ma,out намного быстрее, чем реакция давления в коллекторе p m , только статическое поведение ma,out должно учитываться с помощью справочной таблицы f 1 ( н , р м ) (рис. 7). Массовый расход воздуха m.a,out зависит от частоты вращения двигателя n и давления в коллекторе p m при стационарной работе, где производные равны n.=0 и pˆ.m=0:

РИСУНОК 7. Динамическая модель впускного коллектора.

(9)ma,out*=ma,outϑmϑa=f1(n,pm)

Изменение давления во впускном коллекторе определяется по формуле:

(10)pm=1τ(ma,in−f1(n, pm))

с постоянной времени интегрирования τ:

(11)τ=VmκRϑa

Постоянная времени интегрирования зависит от режима работы двигателя. На одном тестовом движке оно варьируется от 21 мс до 740 мс. На рис.8. Процесс преобразования энергии чрезвычайно сложен и сильно нелинейен. В упрощенном подходе стационарная зависимость момента сгорания T гребенка от давления во впускном коллекторе и частоты вращения двигателя должна быть представлена ​​второй нелинейной справочной таблицей f 2 ( n , p m ), которые можно измерить во всех рабочих точках двигателя. Динамическое поведение рассматривается отдельно комбинацией времени запаздывания первого порядка T l,e и мертвого времени T d,e .

РИСУНОК 8. Сравнение измеренного и рассчитанного давления в коллекторе.

Обе постоянные времени изменяются обратно пропорционально частоте вращения двигателя.

Баланс крутящего момента на коленчатом валу равен

(12)2πJdndt=Tcomb−Tload

Двигатель с разомкнутым сцеплением (т. е. без трансмиссии) имеет момент инерции в диапазоне:

J=0,15… 0,30 кг/м2

Вводя нормированные переменные, получаем:

(13)︸Tj2π·J·n0T0·d(n/n0)dt=TcombT0−TloadT0

с постоянной времени,

(14)Tj =2πJ·n0T0

При максимальном выходном крутящем моменте T 0 и частоте вращения двигателя n 0 :

J  = 0004  = 03 кг / м 3

N 0 N 0 N 85

T 0 = 300 нм

Время постоянная T J = 0,63 с . При разгоне с малых оборотов двигателя с максимальным крутящим моментом момент инерции Дж на порядок меньше, однако Т Дж на порядок больше при высоких оборотах двигателя и минимальной отдаче крутящего момента (э .г., при движении накатом). Момент нагрузки включает в себя трение, вспомогательные приводы и возмущения. Полная модель объекта для управления скоростью холостого хода показана на рис. 9. Для конструкции контроллера используются две карты f 1 ( n , p m ) и

3 f

4 . ( n p m ) линеаризуются в точке работы на холостом ходу ma,0,n0,pm,0. Представляем дифференциалы первого порядка:

РИСУНОК 9.Блок-схема управления холостым ходом.

(15)FN1=∂f1∂n|n=n0FN2=∂f2∂n|n=n0FP1=∂f1∂pm|pm=pm,0FP2=∂f2∂pm|pm=pm,0

и разность переменных, получаем:

(16)Δm.a,out*ma,0=FN1n0m.a,0Δnn0+FP1pm,0m.a,0Δpmpm,0

(17)ΔTcomb*T0=FN2n0T0Δnn0+FP2pm,0T0Δpmpm, 0

Дифференциальное уравнение из модели многообразия, Eq. (10), является преобразованием Лапласа и в сочетании с уравнением. (16), принимает вид:

(18)с·τn·ΔPmpm,0=−FN1n0m.a,0ΔNn0−FP1pm,0m.a,0ΔPmpm,0+ΔM.a,inm.a,0

Входящий поток воздуха ΔM.a,in служит управляющим входом Δ U . Уравнение (17) также преобразовано по Лапласу и дополнено временем запаздывания и запаздывания двигателя: теперь вставляется в баланс крутящего момента, уравнение. (13). Пренебрегая возмущающим моментом нагрузки T load для целей управления, получаем: анализ устойчивости модели объекта и конструкции контроллера теперь должен быть выполнен путем пренебрежения постоянными времени T d,e и T l,e .Последующий подход упрощается до линейной модели пространства состояний второго порядка: Pmpm,0ΔNn0]+︸B¯[1τn0]·ΔUm.a,0

Пространственное управление состояниями с пропорциональной обратной связью может осуществляться, например, путем размещения полюсов. Добавлена ​​дополнительная интегральная обратная связь для компенсации смещений из-за возмущающих нагрузок. Вся система показана на рис. 9. На рис. 10 показано критическое возмущение, поступающее от привода, которое возникает одновременно с возмущающим моментом.Можно увидеть только очень незначительное отклонение частоты вращения двигателя. Аналогичным образом может быть выполнено регулирование холостого хода дизельных двигателей. По сравнению с двигателями SI есть два основных отличия:

РИСУНОК 10. Возмущение, поступающее от водителя, и одновременное переключение передач в положение «Движение» в качестве возмущающей нагрузки.

1.

Впускной коллектор не дросселирован, так что двигатель получает максимально возможный массовый расход воздуха м.а. в каждой рабочей точке.

2.

При непосредственном впрыске топлива время задержки T l,e может быть значительно уменьшено.

Эти две точки упрощают конструкцию управления. Усложнением может быть турбонаддув, который вносит значительную временную задержку реакции массового расхода воздуха m.a. на переходные процессы управляющего входа.

Коленчатый вал — x-engineer.org

Коленчатый вал — подвижная часть двигателя внутреннего сгорания (ДВС).Его основная функция заключается в преобразовании линейного движения поршня во вращательное движение. Поршни соединены с коленчатым валом через шатуны. Коленчатый вал установлен внутри блока цилиндров.

Изображение: Кривошипный механизм двигателя (источник: Rheinmetall)

Вторичная функция коленчатого вала — передача мощности другим системам двигателя:

  • фазы газораспределения
  • масляный насос
  • охлаждающий (водяной) насос
  • компрессор кондиционера
  • генератор переменного тока и т. д.
Коленчатый вал с коваными противовесами

Коленчатый вал вставлен в блок двигателя через коренные шейки. Шатуны закреплены на шатунных шейках коленчатого вала. На противоположных сторонах шатунных шеек коленчатый вал имеет противовесы, которые компенсируют внешние моменты, минимизируют внутренние моменты и, таким образом, уменьшают амплитуды колебаний и напряжения в подшипниках.. На одном конце коленчатого вала соединен маховик, а на другом конце шестерня газораспределения.

Изображение: Двигатель Коленчатый вал Описание (Источник: Rheinmetall)

  1. Контрольная сторона или привод 9034
  2. Главный подшипник
  3. CONROD Journal
  4. Conrod Journal
  5. Маховик бортовой / силой трансфер

Количество основных шейки и шатунные шейки зависит от количества цилиндров и типа двигателя (V-образный, прямой и т.д.). Как на коренных, так и на шатунных шейках коленчатого вала имеются смазочные отверстия (масляное отверстие), через которые проходит масло при работающем двигателе.

Изображение: Коленчатый вал ДВС с противовесами на болтах

Крутящий момент двигателя не является постоянным, поскольку он создается только тогда, когда каждый поршень находится в цикле расширения. Благодаря этому на коленчатый вал насаживается маховик для сглаживания крутящего момента двигателя и снижения вибраций.

На V-образных двигателях на одних шатунных шейках устанавливаются два шатуна.Благодаря такому расположению V-образный двигатель при том же числе цилиндров более компактен, чем рядный двигатель. Длина двигателя V6 короче длины рядного 6-цилиндрового двигателя (L6).

Изображение: Анимация кривошипно-шатунного механизма ДВС (нажмите на нее)

Между коленчатым валом и блоком двигателя на коренных шейках установлены подшипники коленчатого вала. Их роль заключается в уменьшении трения за счет слоя антифрикционного материала, который соприкасается с креплениями блока цилиндров.

Выпускаются два типа коленчатых валов: литой и кованый . Противовесы также могут быть прикованы непосредственно к коленчатому валу или прикручены болтами (закреплены болтами с резьбой).

Все поршни двигателя внутреннего сгорания передают свои усилия на коленчатый вал. С механической точки зрения коленчатый вал должен выдерживать высокие крутящие усилия, изгибающие усилия, давление и вибрации.

Если у вас есть какие-либо вопросы или замечания относительно этого руководства, пожалуйста, используйте форму комментариев ниже.

Не забудьте поставить лайк, поделиться и подписаться!

Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

Коленчатый вал в автомобиле

Коленчатый вал — деталь в двигателе автомобиля, приводимая в движение поршневой группой. Он передает крутящий момент на маховик, который, в свою очередь, вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на ведущие оси.

Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащены таким механизмом.Эта деталь создается именно под марку двигателя, а не под модель автомобиля. В процессе эксплуатации коленчатый вал притирается к конструктивным особенностям двигателя внутреннего сгорания, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на выработку трущихся элементов и почему она появилась.

Как выглядит коленвал, где он и какие неисправности?

История коленчатого вала

Как самостоятельный продукт коленчатый вал не появился в одночасье.Вначале появилась кривошипная технология, которая применялась в различных областях сельского хозяйства, а также в промышленности. Например, рукоятки с ручным приводом использовались еще в 202–220 годах нашей эры. (во времена династии Хань).

Отличительной особенностью таких изделий было отсутствие функции преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные или наоборот. Различные изделия, выполненные в форме мотыля, использовались в Римской империи (II-VI вв. н.э.). Некоторые племена центральной и северной Испании (кельтиберы) использовали навесные ручные мельницы, работавшие по принципу кривошипа.

В разных странах эта технология усовершенствована и используется в разных устройствах. Многие из них использовались в механизмах поворота колес. Примерно в 15 веке текстильная промышленность начала использовать кривошипные барабаны, на которые наматывались мотки пряжи.

Но рукоятка сама по себе не обеспечивает вращения. Поэтому его необходимо совмещать с другим элементом, который бы обеспечивал преобразование возвратно-поступательных движений во вращательные. Арабский инженер Аль-Джазари (жил с 1136 по 1206 год) изобрел полноценный коленчатый вал, который с помощью шатунов был способен совершать подобные преобразования.Он использовал этот механизм в своих машинах для подъема воды.

На базе этого устройства постепенно разрабатывались различные механизмы. Например, современник Леонардо да Винчи Корнелис Корнелисун построил лесопилку, которая приводилась в движение ветряком. В нем коленчатый вал будет выполнять обратную функцию по сравнению с коленчатым валом в двигателе внутреннего сгорания. Под действием ветра вращался вал, который с помощью шатунов и кривошипов преобразовывал вращательные движения в возвратно-поступательные и перемещал пилу.

По мере развития отрасли коленчатые валы приобретали все большую популярность благодаря своей универсальности. Самый эффективный на сегодняшний день двигатель основан на преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, что возможно благодаря коленчатому валу.

Для чего нужен коленчатый вал?

Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие двигатели внутреннего сгорания, читайте в другой статье ) происходит процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные.Поршни с шатунами установлены в блоке цилиндров. Когда смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр и воспламеняется от искры, выделяется много энергии. Расширяющиеся газы толкают поршень к нижней мертвой точке.

Все цилиндры установлены на шатунах, которые, в свою очередь, крепятся к шатунным шейкам коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм оказывается одинаковое воздействие (частота вибрации зависит от числа цилиндров в двигателе). Это приводит к непрерывному вращению коленчатого вала. Затем вращательное движение передается на маховик, а от него через сцепление на коробку передач и далее на ведущие колеса.

Итак, коленчатый вал предназначен для преобразования всех видов движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как чистота вращения первичного вала в коробке передач зависит от симметричности и точно выверенного угла наклона кривошипов относительно друг друга.

Материалы, из которых изготавливается коленчатый вал

Для изготовления коленчатых валов применяют сталь или ковкий чугун.Причина в том, что деталь находится под большой нагрузкой (высокий крутящий момент). Поэтому эта деталь должна быть высокой прочности и жесткости.

Для изготовления чугунных модификаций применяют литье, а стальные модификации кованые. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того, как изделие приобретет нужную форму, его шлифуют, а для придания прочности обрабатывают с помощью высоких температур.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал устанавливается в нижней части двигателя непосредственно над масляным картером и состоит из:

  • коренной шейки — опорной части детали, на которой установлен коренной подшипник картера ;
  • шатунная шейка — упоры для шатунов;
  • щечки — соединить все шатунные шейки с коренными;
  • носок — выходная часть коленчатого вала, на которой крепится шкив привода ремня ГРМ;
  • хвостовик
  • — противоположная часть вала, к которой крепится маховик, приводящий в движение шестерни коробки передач, а также к нему подсоединяется стартер;
  • противовесы
  • — служат для сохранения равновесия при возвратно-поступательных движениях поршневой группы и снятия нагрузки центробежной силы.

Ось коленчатого вала — коренные шейки, а шатуны всегда попеременно сдвинуты в противоположную сторону друг от друга. В этих элементах сделаны отверстия для подвода масла к подшипникам.

Кривошип коленчатого вала представляет собой узел, состоящий из двух щек и одной шатунной шейки.

Раньше на автомобили устанавливали сборные модификации кривошипа. Сегодня все двигатели оснащены цельными коленчатыми валами. Их изготавливают из высокопрочной стали путем ковки, а затем обработки на токарных станках.Менее дорогие варианты изготавливаются из чугуна методом литья.

Вот пример изготовления стального коленвала:

Для чего нужен датчик коленвала?

ДПКВ — датчик, определяющий положение коленчатого вала в определенный момент. Этот датчик всегда устанавливается в автомобилях с электронным зажиганием. Подробнее об электронном или бесконтактном зажигании читайте здесь .

Чтобы топливовоздушная смесь подавалась в цилиндр в нужный момент, а также вовремя воспламенялась, необходимо определить, когда каждый цилиндр совершает соответствующий такт.Сигналы датчика используются в различных электронных системах управления автомобилем. Если эта деталь не работает, силовой агрегат не сможет запуститься.

Существует три типа датчиков:

  • Индуктивные (магнитные). Вокруг датчика образуется магнитное поле, в которое попадает точка синхронизации. Метка времени позволяет электронному блоку управления посылать желаемые импульсы на приводы.
  • Датчик Холла. У него аналогичный принцип работы, только магнитное поле датчика прерывается экраном, закрепленным на валу.
  • Оптика. Зубчатый диск также используется для синхронизации электроники и вращения коленчатого вала. Только вместо магнитного поля используется световой поток, который попадает на приемник от светодиода. Импульс, поступающий на ЭБУ, формируется в момент прерывания светового потока.

Подробнее об устройстве, принципе работы и неисправностях датчика положения коленвала читайте в отдельном обзоре .

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, порядка их работы и тактов, которые совершает цилиндро-поршневая группа.В зависимости от этих факторов коленчатый вал может быть с разным количеством шатунных шеек. Есть моторы, у которых на одну шейку действует нагрузка от нескольких шатунов. Примером таких агрегатов является V-образный двигатель внутреннего сгорания.

Эта деталь должна быть изготовлена ​​таким образом, чтобы при вращении на высоких скоростях вибрация была максимально минимизирована. Могут использоваться противовесы в зависимости от количества шатунов и порядка образования факелов коленчатого вала, но есть и модификации без этих элементов.

Все коленчатые валы делятся на две категории:

  • Полноопорные коленчатые валы. Количество коренных шеек увеличено на одну по сравнению с шатунными. Это связано с тем, что по бокам каждой шатунной шейки имеются опоры, которые одновременно служат осью кривошипно-шатунного механизма. Эти коленчатые валы используются чаще всего, потому что производитель может использовать легкий материал, что влияет на эффективность двигателя.
  • Коленчатые валы без полной опоры. В таких деталях коренных шеек меньше, чем кривошипных. Такие детали изготавливаются из более прочных металлов, чтобы они не деформировались и не ломались при вращении. Однако такая конструкция увеличивает вес самого вала. В основном такие коленчатые валы применялись в тихоходных двигателях прошлого века.

Полноопорная модификация оказалась легче и надежнее, поэтому применяется в современных двигателях внутреннего сгорания.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Для чего нужен коленчатый вал? Без него движение машины невозможно.Деталь работает по принципу педалирования велосипеда. Только в автомобильных двигателях используется больше шатунов.

Коленчатый вал работает следующим образом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя. Вырабатываемая энергия толкает поршень. При этом приводится в действие шатун, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленчатого вала.

В этот момент другая деталь, расположенная с противоположной стороны от оси, движется в противоположном направлении и опускает в цилиндр очередной поршень. Циклическое движение этих элементов приводит к плавному вращению коленчатого вала.

Так возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на зубчатый шкив. Работа всех механизмов двигателя — водяного насоса, масляного насоса, генератора и прочего навесного оборудования — зависит от вращения коленчатого вала.

В зависимости от модификации двигателя количество кривошипов может быть от одного до двенадцати (по одному на цилиндр).

Подробнее о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и видах модификаций смотрите в видео:

Смазка коленчатых и шатунных шеек, принцип работы и особенности разных конструкций


Посмотреть это видео на YouTube

Возможные проблемы с коленчатым валом и их решения

Хотя коленчатый вал изготовлен из прочного металла, он может выйти из строя из-за постоянных нагрузок.Эта деталь испытывает механическое воздействие со стороны поршневой группы (иногда давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Кроме того, во время работы мотора температура внутри него повышается до нескольких сотен градусов.

Вот некоторые причины поломок детали кривошипно-шатунного механизма.

Шатунная шейка Шатунные шейки

Износ шатунных шеек является распространенной неисправностью, так как в этом узле под высоким давлением создается сила трения.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, препятствующие свободному перемещению подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

Игнорирование этой проблемы чревато не только сильными вибрациями в моторе. Перегрев механизма приводит к его разрушению и через цепную реакцию — всего двигателя.

Проблема устраняется шлифовкой шатунных шеек. При этом их диаметр уменьшается.Для того чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, эту процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

Так как после процедуры технические зазоры детали становятся больше, после обработки на них устанавливается специальная вставка для компенсации образовавшегося пространства.

Задиры возникают из-за низкого уровня масла в картере. На возникновение неисправности влияет и качество смазки. Если вовремя не менять масло, оно густеет, из-за чего масляный насос не может создать необходимое давление в системе.Своевременное техническое обслуживание позволит кривошипно-шатунному механизму работать долго.

Шпонка кривошипная Срез

Шпонка кривошипно-шатунного механизма позволяет передавать крутящий момент с вала на ведущий шкив. Эти два элемента снабжены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эту деталь можно отрезать в редких случаях (например, при заклинивании двигателя).

Если канавки шкива и коленчатого вала не нарушены, то просто замените эту шпонку.В старых двигателях эта процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на шарнире. Поэтому единственный выход из ситуации – замена этих деталей на новые.

Фланец износа отверстия

На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для присоединения маховика. Со временем эти гнезда могут сломаться. Такие неисправности относятся к усталостному износу.

В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

Неисправность устраняется просверливанием отверстий под болты большего диаметра. Данную манипуляцию следует производить как с фланцем, так и с маховиком.

Течь сальника

На шейки первичного вала устанавливаются два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают выход масла из-под коренных подшипников. Если смазка попадает на ремни ГРМ, это значительно сокращает срок их службы.

Течь сальника может произойти по следующим причинам.

  1. Вибрации коленчатого вала.В этом случае внутренняя часть железы изнашивается, и она неплотно прилегает к шее.
  2. Длительное время простоя на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник высыхает и теряет эластичность. А из-за мороза он дубеет.
  3. Качество материала. Детали бюджета всегда имеют низкий рабочий ресурс.
  4. Ошибка установки. Большинство механиков производят установку с помощью молотка, тщательно набивая сальник на вал. Чтобы деталь служила дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для этой процедуры инструмент (оправку для подшипников и сальников).

Чаще всего одновременно изнашиваются сальники. Однако если есть необходимость заменить только один, следует поменять второй.

Неисправность датчика коленчатого вала

Этот электромагнитный датчик устанавливается на двигатель для синхронизации работы систем форсунки и зажигания. Если он неисправен, то двигатель не запустится.

Датчик коленчатого вала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. По этому параметру электронный блок управления автомобиля определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачу искры.Пока не будет получен импульс от датчика, искра не образуется.

При выходе из строя этого датчика проблема решается его заменой. Просто выбирайте ту модель, которая предназначена для данного типа двигателя, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать действительности, и двигатель внутреннего сгорания не будет работать должным образом.

Обслуживание коленчатого вала

В автомобиле нет деталей, не требующих периодического осмотра, обслуживания или замены. То же самое касается коленчатых валов.Поскольку эта деталь постоянно находится под большой нагрузкой, она изнашивается (особенно быстро это происходит, если мотор часто испытывает масляное голодание).

Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

  • Сначала нужно слить масло;
  • Далее нужно снять мотор с автомобиля, затем от него отсоединяются все его элементы;
  • Корпус ДВС перевернут вместе с поддоном;
  • В процессе разборки опоры коленчатого вала необходимо помнить о расположении крышек коренных подшипников — они разные;
  • Крышки опорных или коренных подшипников демонтируются;
  • Заднее уплотнительное кольцо снимается и деталь вынимается из корпуса;
  • Все коренные подшипники сняты.

Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

Коленчатый вал является чрезвычайно сложной для ремонта деталью. Причина в том, что эта деталь работает на высоких оборотах при больших нагрузках. Поэтому эта деталь должна иметь идеальную геометрию. Этого можно добиться только с помощью высокоточного оборудования.

При необходимости шлифовки коленчатого вала в связи с появлением задиров и других повреждений, эта работа должна выполняться профессиональным мастером с использованием специального оборудования.Для восстановления изношенного коленчатого вала, помимо шлифовки, необходимо:

  • Очистка каналов;
  • Замена подшипников;
  • Термическая обработка;
  • Балансировка.

Естественно, такие работы могут выполнять только высококвалифицированные специалисты, и они возьмут за это большие деньги (работы выполняются на дорогостоящем оборудовании). Но это только вершина айсберга. Прежде чем мастер приступит к ремонту коленчатого вала, его необходимо снять с двигателя, а затем правильно установить на место.А это дополнительные траты на работу моториста.

Стоимость всех этих работ зависит от цены мастера. Это нужно уточнять в районе, где проводятся такие работы.

Ремонт только коленчатого вала при полной разборке двигателя не имеет смысла, поэтому лучше сразу совместить эту процедуру с капитальным ремонтом ДВС. В некоторых случаях проще купить контрактный мотор (пригнанный из другой страны не под капот автомобиля и без пробега по территории этой страны) и установить его вместо старого.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

Для определения состояния детали ее необходимо промыть бензином для удаления остатков масла с поверхности и из масляных каналов. После промывки деталь промывается компрессором.

Далее проверка осуществляется в следующей последовательности:

  • Проводится осмотр детали: на ней нет сколов, царапин и трещин, а также определяется степень ее износа.
  • Все масляные каналы прочищаются и очищаются для выявления возможных засоров.
  • При обнаружении потертостей и царапин на шатунных шейках деталь подлежит шлифовке и последующей полировке.
  • При обнаружении повреждений коренных подшипников их необходимо заменить новыми.
  • Проводится визуальный осмотр маховика. При наличии механических повреждений деталь меняют.
  • Осматривается подшипник, установленный на носке. При дефектах деталь выпрессовывается, а новая запрессовывается.
  • Проверяется сальник крышки распределительного вала.Если автомобиль имеет большой пробег, то сальник подлежит замене.
  • Заменяется сальник на задней части коленчатого вала.
  • Все резиновые уплотнения проверяются и при необходимости заменяются.

После осмотра и надлежащего обслуживания деталь возвращается на место и двигатель собирается в обратном порядке. После выполнения процедуры коленвал должен вращаться плавно, без особых усилий и рывков.

Шлифовка коленчатого вала

Независимо от того, из какого материала изготовлен коленчатый вал, рано или поздно на нем образуется выработка.На самых ранних стадиях износа для продления срока службы детали ее шлифуют. Поскольку коленчатый вал является деталью, которая должна иметь идеальную форму, процесс шлифовки и полировки должен выполняться понимающим и опытным токарем.

Всю работу он сделает сам. Только покупка ремонтных шатунных вкладышей (они толще заводских) зависит от автовладельца. Ремонтные детали различаются по толщине, бывают размеров 1,2 и 3. В зависимости от того, сколько раз коленчатый вал перетачивался или от степени его износа, приобретаются соответствующие детали.

Подробнее о работе ДПКВ и диагностике его неисправностей смотрите в видео:

Видео по теме

Дополнительно смотрите видео о восстановлении коленчатого вала:

Вопросы и ответы:

Где коленвал? Эта деталь находится в картере двигателя под блоком цилиндров. Шатуны с поршнями на противоположной стороне крепятся к шейкам кривошипно-шатунного механизма.

Как по-другому называется коленчатый вал? Коленчатый вал – это сокращенное наименование.Полное название детали — коленчатый вал. Он имеет сложную форму, неотъемлемыми элементами которой являются так называемые колени. Другое название колено.

Что приводит в движение коленчатый вал? Коленчатый вал соединен с маховиком, через который передается крутящий момент. Эта деталь предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Коленчатый вал приводится в движение за счет попеременного срабатывания поршней. Воздушно-топливная смесь воспламеняется в цилиндре и смещает поршень, соединенный с кривошипом коленчатого вала.Из-за того, что в соседних цилиндрах происходят такие же процессы, коленчатый вал начинает вращаться.

АНАЛОГИЧНЫЕ СТАТЬИ

Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

Коленчатый вал в автомобиле

Коленчатый вал — деталь в двигателе автомобиля, приводимая в движение поршневой группой. Он передает крутящий момент на маховик, который, в свою очередь, вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на ведущие оси.

Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащены таким механизмом.Эта деталь создается именно под марку двигателя, а не под модель автомобиля. В процессе эксплуатации коленчатый вал притирается к конструктивным особенностям двигателя внутреннего сгорания, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на выработку трущихся элементов и почему она появилась.

Как выглядит коленвал, где он и какие неисправности?

История коленчатого вала

Как самостоятельный продукт коленчатый вал не появился в одночасье.Вначале появилась кривошипная технология, которая применялась в различных областях сельского хозяйства, а также в промышленности. Например, рукоятки с ручным приводом использовались еще в 202–220 годах нашей эры. (во времена династии Хань).

Отличительной особенностью таких изделий было отсутствие функции преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные или наоборот. Различные изделия, выполненные в форме мотыля, использовались в Римской империи (II-VI вв. н.э.). Некоторые племена центральной и северной Испании (кельтиберы) использовали навесные ручные мельницы, работавшие по принципу кривошипа.

В разных странах эта технология усовершенствована и используется в разных устройствах. Многие из них использовались в механизмах поворота колес. Примерно в 15 веке текстильная промышленность начала использовать кривошипные барабаны, на которые наматывались мотки пряжи.

Но рукоятка сама по себе не обеспечивает вращения. Поэтому его необходимо совмещать с другим элементом, который бы обеспечивал преобразование возвратно-поступательных движений во вращательные. Арабский инженер Аль-Джазари (жил с 1136 по 1206 год) изобрел полноценный коленчатый вал, который с помощью шатунов был способен совершать подобные преобразования.Он использовал этот механизм в своих машинах для подъема воды.

На базе этого устройства постепенно разрабатывались различные механизмы. Например, современник Леонардо да Винчи Корнелис Корнелисун построил лесопилку, которая приводилась в движение ветряком. В нем коленчатый вал будет выполнять обратную функцию по сравнению с коленчатым валом в двигателе внутреннего сгорания. Под действием ветра вращался вал, который с помощью шатунов и кривошипов преобразовывал вращательные движения в возвратно-поступательные и перемещал пилу.

По мере развития отрасли коленчатые валы приобретали все большую популярность благодаря своей универсальности. Самый эффективный на сегодняшний день двигатель основан на преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, что возможно благодаря коленчатому валу.

Для чего нужен коленчатый вал?

Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие двигатели внутреннего сгорания, читайте в другой статье ) происходит процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Поршни с шатунами установлены в блоке цилиндров. Когда смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр и воспламеняется от искры, выделяется много энергии. Расширяющиеся газы толкают поршень к нижней мертвой точке.

Все цилиндры установлены на шатунах, которые, в свою очередь, крепятся к шатунным шейкам коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм оказывается одинаковое воздействие (частота вибрации зависит от числа цилиндров в двигателе).Это приводит к непрерывному вращению коленчатого вала. Затем вращательное движение передается на маховик, а от него через сцепление на коробку передач и далее на ведущие колеса.

Итак, коленчатый вал предназначен для преобразования всех видов движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как чистота вращения первичного вала в коробке передач зависит от симметричности и точно выверенного угла наклона кривошипов относительно друг друга.

Материалы, из которых изготавливается коленчатый вал

Для изготовления коленчатых валов применяют сталь или ковкий чугун. Причина в том, что деталь находится под большой нагрузкой (высокий крутящий момент). Поэтому эта деталь должна быть высокой прочности и жесткости.

Для изготовления чугунных модификаций применяют литье, а стальные модификации кованые. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того, как изделие приобретет нужную форму, его шлифуют, а для придания прочности обрабатывают с помощью высоких температур.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал устанавливается в нижней части двигателя непосредственно над масляным картером и состоит из:

  • коренной шейки — опорной части детали, на которой установлен коренной подшипник картера ;
  • шатунная шейка — упоры для шатунов;
  • щечки — соединить все шатунные шейки с коренными;
  • носок — выходная часть коленчатого вала, на которой крепится шкив привода ремня ГРМ;
  • хвостовик
  • — противоположная часть вала, к которой крепится маховик, приводящий в движение шестерни коробки передач, а также к нему подсоединяется стартер;
  • противовесы
  • — служат для сохранения равновесия при возвратно-поступательных движениях поршневой группы и снятия нагрузки центробежной силы.

Ось коленчатого вала — коренные шейки, а шатуны всегда попеременно сдвинуты в противоположную сторону друг от друга. В этих элементах сделаны отверстия для подвода масла к подшипникам.

Кривошип коленчатого вала представляет собой узел, состоящий из двух щек и одной шатунной шейки.

Раньше на автомобили устанавливали сборные модификации кривошипа. Сегодня все двигатели оснащены цельными коленчатыми валами. Их изготавливают из высокопрочной стали путем ковки, а затем обработки на токарных станках.Менее дорогие варианты изготавливаются из чугуна методом литья.

Вот пример изготовления стального коленвала:

Для чего нужен датчик коленвала?

ДПКВ — датчик, определяющий положение коленчатого вала в определенный момент. Этот датчик всегда устанавливается в автомобилях с электронным зажиганием. Подробнее об электронном или бесконтактном зажигании читайте здесь .

Чтобы топливовоздушная смесь подавалась в цилиндр в нужный момент, а также вовремя воспламенялась, необходимо определить, когда каждый цилиндр совершает соответствующий такт. Сигналы датчика используются в различных электронных системах управления автомобилем. Если эта деталь не работает, силовой агрегат не сможет запуститься.

Существует три типа датчиков:

  • Индуктивные (магнитные). Вокруг датчика образуется магнитное поле, в которое попадает точка синхронизации. Метка времени позволяет электронному блоку управления посылать желаемые импульсы на приводы.
  • Датчик Холла. У него аналогичный принцип работы, только магнитное поле датчика прерывается экраном, закрепленным на валу.
  • Оптика. Зубчатый диск также используется для синхронизации электроники и вращения коленчатого вала. Только вместо магнитного поля используется световой поток, который попадает на приемник от светодиода. Импульс, поступающий на ЭБУ, формируется в момент прерывания светового потока.

Подробнее об устройстве, принципе работы и неисправностях датчика положения коленвала читайте в отдельном обзоре .

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, порядка их работы и тактов, которые совершает цилиндро-поршневая группа. В зависимости от этих факторов коленчатый вал может быть с разным количеством шатунных шеек. Есть моторы, у которых на одну шейку действует нагрузка от нескольких шатунов. Примером таких агрегатов является V-образный двигатель внутреннего сгорания.

Эта деталь должна быть изготовлена ​​таким образом, чтобы при вращении на высоких скоростях вибрация была максимально минимизирована. Могут использоваться противовесы в зависимости от количества шатунов и порядка образования факелов коленчатого вала, но есть и модификации без этих элементов.

Все коленчатые валы делятся на две категории:

  • Полноопорные коленчатые валы. Количество коренных шеек увеличено на одну по сравнению с шатунными. Это связано с тем, что по бокам каждой шатунной шейки имеются опоры, которые одновременно служат осью кривошипно-шатунного механизма. Эти коленчатые валы используются чаще всего, потому что производитель может использовать легкий материал, что влияет на эффективность двигателя.
  • Коленчатые валы без полной опоры. В таких деталях коренных шеек меньше, чем кривошипных.Такие детали изготавливаются из более прочных металлов, чтобы они не деформировались и не ломались при вращении. Однако такая конструкция увеличивает вес самого вала. В основном такие коленчатые валы применялись в тихоходных двигателях прошлого века.

Полноопорная модификация оказалась легче и надежнее, поэтому применяется в современных двигателях внутреннего сгорания.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Для чего нужен коленчатый вал? Без него движение машины невозможно.Деталь работает по принципу педалирования велосипеда. Только в автомобильных двигателях используется больше шатунов.

Коленчатый вал работает следующим образом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя. Вырабатываемая энергия толкает поршень. При этом приводится в действие шатун, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленчатого вала.

В этот момент другая деталь, расположенная с противоположной стороны от оси, движется в противоположном направлении и опускает в цилиндр очередной поршень.Циклическое движение этих элементов приводит к плавному вращению коленчатого вала.

Так возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на зубчатый шкив. Работа всех механизмов двигателя — водяного насоса, масляного насоса, генератора и прочего навесного оборудования — зависит от вращения коленчатого вала.

В зависимости от модификации двигателя количество кривошипов может быть от одного до двенадцати (по одному на цилиндр).

Подробнее о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и видах модификаций смотрите в видео:

Смазка коленчатых и шатунных шеек, принцип работы и особенности разных конструкций


Посмотреть это видео на YouTube

Возможные проблемы с коленчатым валом и их решения

Хотя коленчатый вал изготовлен из прочного металла, он может выйти из строя из-за постоянных нагрузок. Эта деталь испытывает механическое воздействие со стороны поршневой группы (иногда давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Кроме того, во время работы мотора температура внутри него повышается до нескольких сотен градусов.

Вот некоторые причины поломок детали кривошипно-шатунного механизма.

Шатунная шейка Шатунные шейки

Износ шатунных шеек является распространенной неисправностью, так как в этом узле под высоким давлением создается сила трения.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, препятствующие свободному перемещению подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

Игнорирование этой проблемы чревато не только сильными вибрациями в моторе. Перегрев механизма приводит к его разрушению и через цепную реакцию — всего двигателя.

Проблема устраняется шлифовкой шатунных шеек. При этом их диаметр уменьшается.Для того чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, эту процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

Так как после процедуры технические зазоры детали становятся больше, после обработки на них устанавливается специальная вставка для компенсации образовавшегося пространства.

Задиры возникают из-за низкого уровня масла в картере. На возникновение неисправности влияет и качество смазки. Если вовремя не менять масло, оно густеет, из-за чего масляный насос не может создать необходимое давление в системе.Своевременное техническое обслуживание позволит кривошипно-шатунному механизму работать долго.

Шпонка кривошипная Срез

Шпонка кривошипно-шатунного механизма позволяет передавать крутящий момент с вала на ведущий шкив. Эти два элемента снабжены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эту деталь можно отрезать в редких случаях (например, при заклинивании двигателя).

Если канавки шкива и коленчатого вала не нарушены, то просто замените эту шпонку.В старых двигателях эта процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на шарнире. Поэтому единственный выход из ситуации – замена этих деталей на новые.

Фланец износа отверстия

На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для присоединения маховика. Со временем эти гнезда могут сломаться. Такие неисправности относятся к усталостному износу.

В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

Неисправность устраняется просверливанием отверстий под болты большего диаметра. Данную манипуляцию следует производить как с фланцем, так и с маховиком.

Течь сальника

На шейки первичного вала устанавливаются два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают выход масла из-под коренных подшипников. Если смазка попадает на ремни ГРМ, это значительно сокращает срок их службы.

Течь сальника может произойти по следующим причинам.

  1. Вибрации коленчатого вала. В этом случае внутренняя часть железы изнашивается, и она неплотно прилегает к шее.
  2. Длительное время простоя на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник высыхает и теряет эластичность. А из-за мороза он дубеет.
  3. Качество материала. Детали бюджета всегда имеют низкий рабочий ресурс.
  4. Ошибка установки. Большинство механиков производят установку с помощью молотка, тщательно набивая сальник на вал. Чтобы деталь служила дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для этой процедуры инструмент (оправку для подшипников и сальников).

Чаще всего одновременно изнашиваются сальники. Однако если есть необходимость заменить только один, следует поменять второй.

Неисправность датчика коленчатого вала

Этот электромагнитный датчик устанавливается на двигатель для синхронизации работы систем форсунки и зажигания. Если он неисправен, то двигатель не запустится.

Датчик коленчатого вала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. По этому параметру электронный блок управления автомобиля определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачу искры.Пока не будет получен импульс от датчика, искра не образуется.

При выходе из строя этого датчика проблема решается его заменой. Просто выбирайте ту модель, которая предназначена для данного типа двигателя, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать действительности, и двигатель внутреннего сгорания не будет работать должным образом.

Обслуживание коленчатого вала

В автомобиле нет деталей, не требующих периодического осмотра, обслуживания или замены. То же самое касается коленчатых валов.Поскольку эта деталь постоянно находится под большой нагрузкой, она изнашивается (особенно быстро это происходит, если мотор часто испытывает масляное голодание).

Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

  • Сначала нужно слить масло;
  • Далее нужно снять мотор с автомобиля, затем от него отсоединяются все его элементы;
  • Корпус ДВС перевернут вместе с поддоном;
  • В процессе разборки опоры коленчатого вала необходимо помнить о расположении крышек коренных подшипников — они разные;
  • Крышки опорных или коренных подшипников демонтируются;
  • Заднее уплотнительное кольцо снимается и деталь вынимается из корпуса;
  • Все коренные подшипники сняты.

Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

Коленчатый вал является чрезвычайно сложной для ремонта деталью. Причина в том, что эта деталь работает на высоких оборотах при больших нагрузках. Поэтому эта деталь должна иметь идеальную геометрию. Этого можно добиться только с помощью высокоточного оборудования.

При необходимости шлифовки коленчатого вала в связи с появлением задиров и других повреждений, эта работа должна выполняться профессиональным мастером с использованием специального оборудования.Для восстановления изношенного коленчатого вала, помимо шлифовки, необходимо:

  • Очистка каналов;
  • Замена подшипников;
  • Термическая обработка;
  • Балансировка.

Естественно, такие работы могут выполнять только высококвалифицированные специалисты, и они возьмут за это большие деньги (работы выполняются на дорогостоящем оборудовании). Но это только вершина айсберга. Прежде чем мастер приступит к ремонту коленчатого вала, его необходимо снять с двигателя, а затем правильно установить на место.А это дополнительные траты на работу моториста.

Стоимость всех этих работ зависит от цены мастера. Это нужно уточнять в районе, где проводятся такие работы.

Ремонт только коленчатого вала при полной разборке двигателя не имеет смысла, поэтому лучше сразу совместить эту процедуру с капитальным ремонтом ДВС. В некоторых случаях проще купить контрактный мотор (пригнанный из другой страны не под капот автомобиля и без пробега по территории этой страны) и установить его вместо старого.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

Для определения состояния детали ее необходимо промыть бензином для удаления остатков масла с поверхности и из масляных каналов. После промывки деталь промывается компрессором.

Далее проверка осуществляется в следующей последовательности:

  • Проводится осмотр детали: на ней нет сколов, царапин и трещин, а также определяется степень ее износа.
  • Все масляные каналы прочищаются и очищаются для выявления возможных засоров.
  • При обнаружении потертостей и царапин на шатунных шейках деталь подлежит шлифовке и последующей полировке.
  • При обнаружении повреждений коренных подшипников их необходимо заменить новыми.
  • Проводится визуальный осмотр маховика. При наличии механических повреждений деталь меняют.
  • Осматривается подшипник, установленный на носке. При дефектах деталь выпрессовывается, а новая запрессовывается.
  • Проверяется сальник крышки распределительного вала.Если автомобиль имеет большой пробег, то сальник подлежит замене.
  • Заменяется сальник на задней части коленчатого вала.
  • Все резиновые уплотнения проверяются и при необходимости заменяются.

После осмотра и надлежащего обслуживания деталь возвращается на место и двигатель собирается в обратном порядке. После выполнения процедуры коленвал должен вращаться плавно, без особых усилий и рывков.

Шлифовка коленчатого вала

Независимо от того, из какого материала изготовлен коленчатый вал, рано или поздно на нем образуется выработка.На самых ранних стадиях износа для продления срока службы детали ее шлифуют. Поскольку коленчатый вал является деталью, которая должна иметь идеальную форму, процесс шлифовки и полировки должен выполняться понимающим и опытным токарем.

Всю работу он сделает сам. Только покупка ремонтных шатунных вкладышей (они толще заводских) зависит от автовладельца. Ремонтные детали различаются по толщине, бывают размеров 1,2 и 3. В зависимости от того, сколько раз коленчатый вал перетачивался или от степени его износа, приобретаются соответствующие детали.

Подробнее о работе ДПКВ и диагностике его неисправностей смотрите в видео:

Видео по теме

Дополнительно смотрите видео о восстановлении коленчатого вала:

Вопросы и ответы:

Где коленвал? Эта деталь находится в картере двигателя под блоком цилиндров. Шатуны с поршнями на противоположной стороне крепятся к шейкам кривошипно-шатунного механизма.

Как по-другому называется коленчатый вал? Коленчатый вал – это сокращенное наименование.Полное название детали — коленчатый вал. Он имеет сложную форму, неотъемлемыми элементами которой являются так называемые колени. Другое название колено.

Что приводит в движение коленчатый вал? Коленчатый вал соединен с маховиком, через который передается крутящий момент. Эта деталь предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Коленчатый вал приводится в движение за счет попеременного срабатывания поршней. Воздушно-топливная смесь воспламеняется в цилиндре и смещает поршень, соединенный с кривошипом коленчатого вала.Из-за того, что в соседних цилиндрах происходят такие же процессы, коленчатый вал начинает вращаться.

АНАЛОГИЧНЫЕ СТАТЬИ

Коленчатый вал — что такое коленчатый вал в автомобиле: устройство

Коленчатый вал в автомобиле

Коленчатый вал — деталь в двигателе автомобиля, приводимая в движение поршневой группой. Он передает крутящий момент на маховик, который, в свою очередь, вращает шестерни трансмиссии. Далее вращение передается на ведущие оси.

Все автомобили, под капотом которых установлены двигатели внутреннего сгорания, оснащены таким механизмом.Эта деталь создается именно под марку двигателя, а не под модель автомобиля. В процессе эксплуатации коленчатый вал притирается к конструктивным особенностям двигателя внутреннего сгорания, в котором он установлен. Поэтому при его замене мотористы всегда обращают внимание на выработку трущихся элементов и почему она появилась.

Как выглядит коленвал, где он и какие неисправности?

История коленчатого вала

Как самостоятельный продукт коленчатый вал не появился в одночасье.Вначале появилась кривошипная технология, которая применялась в различных областях сельского хозяйства, а также в промышленности. Например, рукоятки с ручным приводом использовались еще в 202–220 годах нашей эры. (во времена династии Хань).

Отличительной особенностью таких изделий было отсутствие функции преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные или наоборот. Различные изделия, выполненные в форме мотыля, использовались в Римской империи (II-VI вв. н.э.). Некоторые племена центральной и северной Испании (кельтиберы) использовали навесные ручные мельницы, работавшие по принципу кривошипа.

В разных странах эта технология усовершенствована и используется в разных устройствах. Многие из них использовались в механизмах поворота колес. Примерно в 15 веке текстильная промышленность начала использовать кривошипные барабаны, на которые наматывались мотки пряжи.

Но рукоятка сама по себе не обеспечивает вращения. Поэтому его необходимо совмещать с другим элементом, который бы обеспечивал преобразование возвратно-поступательных движений во вращательные. Арабский инженер Аль-Джазари (жил с 1136 по 1206 год) изобрел полноценный коленчатый вал, который с помощью шатунов был способен совершать подобные преобразования.Он использовал этот механизм в своих машинах для подъема воды.

На базе этого устройства постепенно разрабатывались различные механизмы. Например, современник Леонардо да Винчи Корнелис Корнелисун построил лесопилку, которая приводилась в движение ветряком. В нем коленчатый вал будет выполнять обратную функцию по сравнению с коленчатым валом в двигателе внутреннего сгорания. Под действием ветра вращался вал, который с помощью шатунов и кривошипов преобразовывал вращательные движения в возвратно-поступательные и перемещал пилу.

По мере развития отрасли коленчатые валы приобретали все большую популярность благодаря своей универсальности. Самый эффективный на сегодняшний день двигатель основан на преобразовании возвратно-поступательного движения во вращательное, что возможно благодаря коленчатому валу.

Для чего нужен коленчатый вал?

Как известно, в большинстве классических двигателей внутреннего сгорания (о том, как могут работать другие двигатели внутреннего сгорания, читайте в другой статье ) происходит процесс преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Поршни с шатунами установлены в блоке цилиндров. Когда смесь воздуха и топлива поступает в цилиндр и воспламеняется от искры, выделяется много энергии. Расширяющиеся газы толкают поршень к нижней мертвой точке.

Все цилиндры установлены на шатунах, которые, в свою очередь, крепятся к шатунным шейкам коленчатого вала. Благодаря тому, что момент срабатывания всех цилиндров разный, на кривошипно-шатунный механизм оказывается одинаковое воздействие (частота вибрации зависит от числа цилиндров в двигателе).Это приводит к непрерывному вращению коленчатого вала. Затем вращательное движение передается на маховик, а от него через сцепление на коробку передач и далее на ведущие колеса.

Итак, коленчатый вал предназначен для преобразования всех видов движений. Эта деталь всегда создается предельно точно, так как чистота вращения первичного вала в коробке передач зависит от симметричности и точно выверенного угла наклона кривошипов относительно друг друга.

Материалы, из которых изготавливается коленчатый вал

Для изготовления коленчатых валов применяют сталь или ковкий чугун. Причина в том, что деталь находится под большой нагрузкой (высокий крутящий момент). Поэтому эта деталь должна быть высокой прочности и жесткости.

Для изготовления чугунных модификаций применяют литье, а стальные модификации кованые. Для придания идеальной формы используются токарные станки, которые управляются электронными программами. После того, как изделие приобретет нужную форму, его шлифуют, а для придания прочности обрабатывают с помощью высоких температур.

Конструкция коленчатого вала

Коленчатый вал устанавливается в нижней части двигателя непосредственно над масляным картером и состоит из:

  • коренной шейки — опорной части детали, на которой установлен коренной подшипник картера ;
  • шатунная шейка — упоры для шатунов;
  • щечки — соединить все шатунные шейки с коренными;
  • носок — выходная часть коленчатого вала, на которой крепится шкив привода ремня ГРМ;
  • хвостовик
  • — противоположная часть вала, к которой крепится маховик, приводящий в движение шестерни коробки передач, а также к нему подсоединяется стартер;
  • противовесы
  • — служат для сохранения равновесия при возвратно-поступательных движениях поршневой группы и снятия нагрузки центробежной силы.

Ось коленчатого вала — коренные шейки, а шатуны всегда попеременно сдвинуты в противоположную сторону друг от друга. В этих элементах сделаны отверстия для подвода масла к подшипникам.

Кривошип коленчатого вала представляет собой узел, состоящий из двух щек и одной шатунной шейки.

Раньше на автомобили устанавливали сборные модификации кривошипа. Сегодня все двигатели оснащены цельными коленчатыми валами. Их изготавливают из высокопрочной стали путем ковки, а затем обработки на токарных станках.Менее дорогие варианты изготавливаются из чугуна методом литья.

Вот пример изготовления стального коленвала:

Для чего нужен датчик коленвала?

ДПКВ — датчик, определяющий положение коленчатого вала в определенный момент. Этот датчик всегда устанавливается в автомобилях с электронным зажиганием. Подробнее об электронном или бесконтактном зажигании читайте здесь .

Чтобы топливовоздушная смесь подавалась в цилиндр в нужный момент, а также вовремя воспламенялась, необходимо определить, когда каждый цилиндр совершает соответствующий такт. Сигналы датчика используются в различных электронных системах управления автомобилем. Если эта деталь не работает, силовой агрегат не сможет запуститься.

Существует три типа датчиков:

  • Индуктивные (магнитные). Вокруг датчика образуется магнитное поле, в которое попадает точка синхронизации. Метка времени позволяет электронному блоку управления посылать желаемые импульсы на приводы.
  • Датчик Холла. У него аналогичный принцип работы, только магнитное поле датчика прерывается экраном, закрепленным на валу.
  • Оптика. Зубчатый диск также используется для синхронизации электроники и вращения коленчатого вала. Только вместо магнитного поля используется световой поток, который попадает на приемник от светодиода. Импульс, поступающий на ЭБУ, формируется в момент прерывания светового потока.

Подробнее об устройстве, принципе работы и неисправностях датчика положения коленвала читайте в отдельном обзоре .

Форма коленчатого вала

Форма коленчатого вала зависит от количества и расположения цилиндров, порядка их работы и тактов, которые совершает цилиндро-поршневая группа. В зависимости от этих факторов коленчатый вал может быть с разным количеством шатунных шеек. Есть моторы, у которых на одну шейку действует нагрузка от нескольких шатунов. Примером таких агрегатов является V-образный двигатель внутреннего сгорания.

Эта деталь должна быть изготовлена ​​таким образом, чтобы при вращении на высоких скоростях вибрация была максимально минимизирована. Могут использоваться противовесы в зависимости от количества шатунов и порядка образования факелов коленчатого вала, но есть и модификации без этих элементов.

Все коленчатые валы делятся на две категории:

  • Полноопорные коленчатые валы. Количество коренных шеек увеличено на одну по сравнению с шатунными. Это связано с тем, что по бокам каждой шатунной шейки имеются опоры, которые одновременно служат осью кривошипно-шатунного механизма. Эти коленчатые валы используются чаще всего, потому что производитель может использовать легкий материал, что влияет на эффективность двигателя.
  • Коленчатые валы без полной опоры. В таких деталях коренных шеек меньше, чем кривошипных.Такие детали изготавливаются из более прочных металлов, чтобы они не деформировались и не ломались при вращении. Однако такая конструкция увеличивает вес самого вала. В основном такие коленчатые валы применялись в тихоходных двигателях прошлого века.

Полноопорная модификация оказалась легче и надежнее, поэтому применяется в современных двигателях внутреннего сгорания.

Как работает коленчатый вал в двигателе автомобиля

Для чего нужен коленчатый вал? Без него движение машины невозможно.Деталь работает по принципу педалирования велосипеда. Только в автомобильных двигателях используется больше шатунов.

Коленчатый вал работает следующим образом. Топливно-воздушная смесь воспламеняется в цилиндре двигателя. Вырабатываемая энергия толкает поршень. При этом приводится в действие шатун, соединенный с кривошипом коленчатого вала. Эта деталь совершает постоянное вращательное движение вокруг оси коленчатого вала.

В этот момент другая деталь, расположенная с противоположной стороны от оси, движется в противоположном направлении и опускает в цилиндр очередной поршень.Циклическое движение этих элементов приводит к плавному вращению коленчатого вала.

Так возвратно-поступательное движение преобразуется во вращательное. Крутящий момент передается на зубчатый шкив. Работа всех механизмов двигателя — водяного насоса, масляного насоса, генератора и прочего навесного оборудования — зависит от вращения коленчатого вала.

В зависимости от модификации двигателя количество кривошипов может быть от одного до двенадцати (по одному на цилиндр).

Подробнее о принципе работы кривошипно-шатунного механизма и видах модификаций смотрите в видео:

Смазка коленчатых и шатунных шеек, принцип работы и особенности разных конструкций


Посмотреть это видео на YouTube

Возможные проблемы с коленчатым валом и их решения

Хотя коленчатый вал изготовлен из прочного металла, он может выйти из строя из-за постоянных нагрузок. Эта деталь испытывает механическое воздействие со стороны поршневой группы (иногда давление на один кривошип может достигать десяти тонн). Кроме того, во время работы мотора температура внутри него повышается до нескольких сотен градусов.

Вот некоторые причины поломок детали кривошипно-шатунного механизма.

Шатунная шейка Шатунные шейки

Износ шатунных шеек является распространенной неисправностью, так как в этом узле под высоким давлением создается сила трения.В результате таких нагрузок на металл появляются выработки, препятствующие свободному перемещению подшипников. Из-за этого коленчатый вал нагревается неравномерно и впоследствии может деформироваться.

Игнорирование этой проблемы чревато не только сильными вибрациями в моторе. Перегрев механизма приводит к его разрушению и через цепную реакцию — всего двигателя.

Проблема устраняется шлифовкой шатунных шеек. При этом их диаметр уменьшается.Для того чтобы размер этих элементов был одинаковым на всех кривошипах, эту процедуру следует выполнять исключительно на профессиональных токарных станках.

Так как после процедуры технические зазоры детали становятся больше, после обработки на них устанавливается специальная вставка для компенсации образовавшегося пространства.

Задиры возникают из-за низкого уровня масла в картере. На возникновение неисправности влияет и качество смазки. Если вовремя не менять масло, оно густеет, из-за чего масляный насос не может создать необходимое давление в системе.Своевременное техническое обслуживание позволит кривошипно-шатунному механизму работать долго.

Шпонка кривошипная Срез

Шпонка кривошипно-шатунного механизма позволяет передавать крутящий момент с вала на ведущий шкив. Эти два элемента снабжены пазами, в которые вставляется специальный клин. Из-за некачественного материала и большой нагрузки эту деталь можно отрезать в редких случаях (например, при заклинивании двигателя).

Если канавки шкива и коленчатого вала не нарушены, то просто замените эту шпонку.В старых двигателях эта процедура может не принести желаемого результата из-за люфта на шарнире. Поэтому единственный выход из ситуации – замена этих деталей на новые.

Фланец износа отверстия

На хвостовике коленчатого вала закреплен фланец с несколькими отверстиями для присоединения маховика. Со временем эти гнезда могут сломаться. Такие неисправности относятся к усталостному износу.

В результате работы механизма под большими нагрузками в металлических деталях образуются микротрещины, из-за которых на стыках образуются одиночные или групповые углубления.

Неисправность устраняется просверливанием отверстий под болты большего диаметра. Данную манипуляцию следует производить как с фланцем, так и с маховиком.

Течь сальника

На шейки первичного вала устанавливаются два сальника (по одному с каждой стороны). Они предотвращают выход масла из-под коренных подшипников. Если смазка попадает на ремни ГРМ, это значительно сокращает срок их службы.

Течь сальника может произойти по следующим причинам.

  1. Вибрации коленчатого вала. В этом случае внутренняя часть железы изнашивается, и она неплотно прилегает к шее.
  2. Длительное время простоя на морозе. Если машина долго стоит на улице, сальник высыхает и теряет эластичность. А из-за мороза он дубеет.
  3. Качество материала. Детали бюджета всегда имеют низкий рабочий ресурс.
  4. Ошибка установки. Большинство механиков производят установку с помощью молотка, тщательно набивая сальник на вал. Чтобы деталь служила дольше, производитель рекомендует использовать предназначенный для этой процедуры инструмент (оправку для подшипников и сальников).

Чаще всего одновременно изнашиваются сальники. Однако если есть необходимость заменить только один, следует поменять второй.

Неисправность датчика коленчатого вала

Этот электромагнитный датчик устанавливается на двигатель для синхронизации работы систем форсунки и зажигания. Если он неисправен, то двигатель не запустится.

Датчик коленчатого вала определяет положение кривошипов в мертвой точке первого цилиндра. По этому параметру электронный блок управления автомобиля определяет момент впрыска топлива в каждый цилиндр и подачу искры.Пока не будет получен импульс от датчика, искра не образуется.

При выходе из строя этого датчика проблема решается его заменой. Просто выбирайте ту модель, которая предназначена для данного типа двигателя, иначе параметры положения коленчатого вала не будут соответствовать действительности, и двигатель внутреннего сгорания не будет работать должным образом.

Обслуживание коленчатого вала

В автомобиле нет деталей, не требующих периодического осмотра, обслуживания или замены. То же самое касается коленчатых валов.Поскольку эта деталь постоянно находится под большой нагрузкой, она изнашивается (особенно быстро это происходит, если мотор часто испытывает масляное голодание).

Для проверки состояния коленчатого вала его необходимо снять с блока.

Коленчатый вал снимается в следующей последовательности:

  • Сначала нужно слить масло;
  • Далее нужно снять мотор с автомобиля, затем от него отсоединяются все его элементы;
  • Корпус ДВС перевернут вместе с поддоном;
  • В процессе разборки опоры коленчатого вала необходимо помнить о расположении крышек коренных подшипников — они разные;
  • Крышки опорных или коренных подшипников демонтируются;
  • Заднее уплотнительное кольцо снимается и деталь вынимается из корпуса;
  • Все коренные подшипники сняты.

Далее проверяем коленвал — в каком он состоянии.

Ремонт и стоимость поврежденного коленчатого вала

Коленчатый вал является чрезвычайно сложной для ремонта деталью. Причина в том, что эта деталь работает на высоких оборотах при больших нагрузках. Поэтому эта деталь должна иметь идеальную геометрию. Этого можно добиться только с помощью высокоточного оборудования.

При необходимости шлифовки коленчатого вала в связи с появлением задиров и других повреждений, эта работа должна выполняться профессиональным мастером с использованием специального оборудования.Для восстановления изношенного коленчатого вала, помимо шлифовки, необходимо:

  • Очистка каналов;
  • Замена подшипников;
  • Термическая обработка;
  • Балансировка.

Естественно, такие работы могут выполнять только высококвалифицированные специалисты, и они возьмут за это большие деньги (работы выполняются на дорогостоящем оборудовании). Но это только вершина айсберга. Прежде чем мастер приступит к ремонту коленчатого вала, его необходимо снять с двигателя, а затем правильно установить на место.А это дополнительные траты на работу моториста.

Стоимость всех этих работ зависит от цены мастера. Это нужно уточнять в районе, где проводятся такие работы.

Ремонт только коленчатого вала при полной разборке двигателя не имеет смысла, поэтому лучше сразу совместить эту процедуру с капитальным ремонтом ДВС. В некоторых случаях проще купить контрактный мотор (пригнанный из другой страны не под капот автомобиля и без пробега по территории этой страны) и установить его вместо старого.

Алгоритм проверки коленчатого вала:

Для определения состояния детали ее необходимо промыть бензином для удаления остатков масла с поверхности и из масляных каналов. После промывки деталь промывается компрессором.

Далее проверка осуществляется в следующей последовательности:

  • Проводится осмотр детали: на ней нет сколов, царапин и трещин, а также определяется степень ее износа.
  • Все масляные каналы прочищаются и очищаются для выявления возможных засоров.
  • При обнаружении потертостей и царапин на шатунных шейках деталь подлежит шлифовке и последующей полировке.
  • При обнаружении повреждений коренных подшипников их необходимо заменить новыми.
  • Проводится визуальный осмотр маховика. При наличии механических повреждений деталь меняют.
  • Осматривается подшипник, установленный на носке. При дефектах деталь выпрессовывается, а новая запрессовывается.
  • Проверяется сальник крышки распределительного вала.Если автомобиль имеет большой пробег, то сальник подлежит замене.
  • Заменяется сальник на задней части коленчатого вала.
  • Все резиновые уплотнения проверяются и при необходимости заменяются.

После осмотра и надлежащего обслуживания деталь возвращается на место и двигатель собирается в обратном порядке. После выполнения процедуры коленвал должен вращаться плавно, без особых усилий и рывков.

Шлифовка коленчатого вала

Независимо от того, из какого материала изготовлен коленчатый вал, рано или поздно на нем образуется выработка.На самых ранних стадиях износа для продления срока службы детали ее шлифуют. Поскольку коленчатый вал является деталью, которая должна иметь идеальную форму, процесс шлифовки и полировки должен выполняться понимающим и опытным токарем.

Всю работу он сделает сам. Только покупка ремонтных шатунных вкладышей (они толще заводских) зависит от автовладельца. Ремонтные детали различаются по толщине, бывают размеров 1,2 и 3. В зависимости от того, сколько раз коленчатый вал перетачивался или от степени его износа, приобретаются соответствующие детали.

Подробнее о работе ДПКВ и диагностике его неисправностей смотрите в видео:

Видео по теме

Дополнительно смотрите видео о восстановлении коленчатого вала:

Вопросы и ответы:

Где коленвал? Эта деталь находится в картере двигателя под блоком цилиндров. Шатуны с поршнями на противоположной стороне крепятся к шейкам кривошипно-шатунного механизма.

Как по-другому называется коленчатый вал? Коленчатый вал – это сокращенное наименование.Полное название детали — коленчатый вал. Он имеет сложную форму, неотъемлемыми элементами которой являются так называемые колени. Другое название колено.

Что приводит в движение коленчатый вал? Коленчатый вал соединен с маховиком, через который передается крутящий момент. Эта деталь предназначена для преобразования возвратно-поступательных движений во вращательные. Коленчатый вал приводится в движение за счет попеременного срабатывания поршней. Воздушно-топливная смесь воспламеняется в цилиндре и смещает поршень, соединенный с кривошипом коленчатого вала.Из-за того, что в соседних цилиндрах происходят такие же процессы, коленчатый вал начинает вращаться.

АНАЛОГИЧНЫЕ ИЗДЕЛИЯ

Коленчатые валы поршневых двигателей


Коленчатый вал находится в положении, параллельном продольной оси картера, и обычно поддерживается коренным подшипником между каждым броском. Коренные подшипники коленчатого вала должны быть жестко закреплены в картере. Обычно это достигается с помощью поперечных ребер в картере, по одному на каждый коренной подшипник.Стенки составляют неотъемлемую часть конструкции и, помимо поддержки основных подшипников, повышают прочность всего корпуса. Картер разделен на две секции в продольной плоскости. Это разделение может быть в плоскости коленчатого вала, так что половина коренного подшипника (а иногда и подшипников распределительного вала) находится в одной части корпуса, а другая половина — в противоположной части. [Рисунок 1] Другой метод заключается в разделении картера таким образом, чтобы коренные подшипники крепились только к одной секции картера, к которой прикреплены цилиндры, тем самым обеспечивая средства снятия секции картера для осмотра, не нарушая регулировка подшипника.
Рис. 1. Типовой оппозитный двигатель в разобранном виде на компоненты в сборе

Коленчатый вал является основой поршневого двигателя. На него действует большая часть сил, развиваемых двигателем. Его основное назначение — преобразовать возвратно-поступательное движение поршня и шатуна во вращательное движение для вращения гребного винта. Коленчатый вал, как следует из названия, представляет собой вал, состоящий из одного или нескольких кривошипов, расположенных в определенных точках по его длине.Шатуны или шатуны формируются путем ковки выступов в вал перед его механической обработкой. Поскольку коленчатые валы должны быть очень прочными, их обычно выковывают из очень прочного сплава, такого как хромоникелевомолибденовая сталь.


Коленчатый вал может быть цельным или составным. На рис. 2 показаны два репрезентативных типа сплошных коленчатых валов, используемых в авиационных двигателях. Четырехрядная конструкция может использоваться как на четырехцилиндровых горизонтально-оппозитных, так и на четырехцилиндровых рядных двигателях.Шестиходовой вал используется в шестицилиндровых рядных двигателях, 12-цилиндровых двигателях V-образного типа и шестицилиндровых оппозитных двигателях. Коленчатые валы радиальных двигателей могут быть однорядными, двухрядными или четырехрядными, в зависимости от того, является ли двигатель однорядным, двухрядным или четырехрядным.
— шейка, шатун и щека шатуна.Противовесы и демпферы, хотя и не являются настоящей частью коленчатого вала, обычно прикрепляются к нему для уменьшения вибрации двигателя.

Рис. 3. Однозаходный радиальный коленчатый вал двигателя
Шейка поддерживается коренным подшипником и вращается в нем. Он служит центром вращения коленчатого вала. Он имеет поверхностную закалку для уменьшения износа. Шатун — это часть, к которой крепится шатун.Он смещен от центра основных журналов и часто называется броском. Две щеки кривошипа и шатунная шейка делают бросок. Когда сила прикладывается к шатунной шейке в любом направлении, кроме параллельного или перпендикулярного к центральной линии коленчатого вала и через нее, это заставляет коленчатый вал вращаться. Внешняя поверхность закалена азотированием для повышения износостойкости и обеспечения требуемой опорной поверхности. Шатунная шейка обычно полая. Это уменьшает общий вес коленчатого вала и обеспечивает проход для передачи смазочного масла.На ранних двигателях полая шатунная шейка также служила камерой для сбора шлама, нагара и других посторонних материалов. Центробежная сила выбрасывала эти вещества за пределы камеры и не позволяла им достичь поверхности шатунного подшипника. Из-за использования беззольных масел-диспергаторов в новых двигателях больше не используются шламовые камеры. На некоторых двигателях в щеке коленчатого вала просверливается канал, через который масло из полого коленчатого вала может распыляться на стенки цилиндров. Щека кривошипа соединяет шатунную шейку с коренной шейкой.В некоторых конструкциях щека выходит за пределы шейки и несет противовес для балансировки коленчатого вала. Щека кривошипа должна иметь прочную конструкцию, чтобы обеспечить требуемую жесткость между шатунной шейкой и шейкой.

Во всех случаях тип коленчатого вала и количество шатунных шеек должны соответствовать расположению цилиндров двигателя. Положение кривошипов на коленчатом валу по отношению к другим кривошипам того же вала выражается в градусах.

Самый простой коленчатый вал – одноходовой или 360°.Этот тип используется в однорядном радиальном двигателе. Он может быть построен из одной или двух частей. При использовании этого типа коленчатого вала предусмотрены два коренных подшипника (по одному на каждом конце). Двухходовой или 180-градусный коленчатый вал используется на двухрядных радиальных двигателях. В двигателе радиального типа предусмотрен один ход на каждый ряд цилиндров.


Чрезмерная вибрация в двигателе приводит не только к усталостному разрушению металлических конструкций, но и к быстрому износу подвижных частей. В некоторых случаях чрезмерная вибрация вызвана неуравновешенным коленчатым валом.Коленчатые валы сбалансированы для статической и динамической балансировки. Коленчатый вал статически уравновешен, когда вес всей сборки шатунов, щечек кривошипа и противовесов уравновешен вокруг оси вращения. При проверке на статическую уравновешенность его помещают на две кромки ножей. Если вал имеет тенденцию поворачиваться в каком-либо одном положении во время испытания, он не находится в статическом равновесии.

Коленчатый вал является динамически сбалансированным, когда все силы, создаваемые вращением коленчатого вала, и импульсы мощности уравновешиваются внутри себя, так что при работе двигателя возникает небольшая вибрация или она вообще отсутствует.Для снижения вибрации до минимума во время работы двигателя на коленчатый вал встроены динамические демпферы. Динамический демпфер — это просто маятник, прикрепленный к коленчатому валу так, что он может свободно двигаться по малой дуге. Он встроен в узел противовеса. Некоторые коленчатые валы включают два или более таких узла, каждый из которых прикреплен к разной щеке кривошипа. Расстояние, которое проходит маятник, а значит, и частота его колебаний, соответствует частоте силовых импульсов двигателя. Когда возникает частота вибрации коленчатого вала, маятник колеблется не синхронно с вибрацией коленчатого вала, тем самым сводя вибрацию к минимуму.

Конструкция динамического демпфера, используемого в одном двигателе, состоит из подвижного стального противовеса с прорезями, прикрепленного к щеке кривошипа. Два стальных штифта в форме катушек входят в прорезь и проходят через увеличенные отверстия в противовесе и щеке кривошипа. Разница в диаметре между штифтами и отверстиями обеспечивает эффект маятника.Аналогия функционирования динамического демпфера показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Принципы динамического демпфера

Крестообразный коленчатый вал

 

Yamaha Technology 2009: поперечный коленчатый вал

 

Совершенно новая конструкция коленчатого вала с поперечной плоскостью для увеличения дроссельной заслонки и управляемости за счет уменьшения силы инерции.

 

Функция 
Конструкция с поперечной плоскостью означает, что каждая шатунная шейка расположена под углом 90° по отношению к следующей.
Таким образом, шатунные шейки расположены в двух плоскостях, пересекающихся под углом 90°, отсюда и название коленчатого вала с поперечной плоскостью.
Коленчатый вал с поперечной плоскостью спроектирован таким образом, чтобы свести к минимуму момент инерции, создаваемый двигателем.
Крутящий момент, который ощущает водитель, представляет собой комбинацию двух видов крутящего момента: крутящего момента сгорания, возникающего непосредственно при запуске двигателя, и крутящего момента инерции, возникающего при движении частей (таких как поршни и коленчатый вал) внутри двигателя.
Момент инерции действует как «шум», мешающий крутящему моменту сгорания и, следовательно, ощущению дроссельной заслонки для водителя.
Так же, как и в музыке, мы не хотим, чтобы какие-либо трещины, зависания или другие помехи мешали качеству музыки. Другими словами, мы не хотим шума в музыке!
Благодаря поперечной конструкции больше нет шума, нарушающего крутящий момент сгорания. Это приводит к комбинированному крутящему моменту (момент сгорания плюс момент инерции), который почти равен крутящему моменту сгорания, и это улучшает ощущение дроссельной заслонки.

Ранее коленчатый вал с поперечной плоскостью использовался только на гоночной технике из-за сложной формы шатунных шеек и деталей коленчатого вала, а также других факторов, включая колебания давления крутящего момента сгорания и уровни вибрации. По этим причинам такая асимметричная компоновка двигателя никогда ранее не использовалась на серийных 4-цилиндровых суперспортивных мотоциклах.

Из-за этих особых требований и для поглощения сил инерции новый коленчатый вал сделан прочнее и тяжелее, чем на предыдущих моделях R1.

 

 

 

 

 

Коленчатый вал с углом наклона 90°: поршни поднимаются и опускаются поодиночке, чтобы распределить массу Обычный коленчатый вал с углом поворота 180°: поршни поднимаются и опускаются вместе

Подробное пояснение: первичный и вторичный крутящий момент инерции
Сначала нам нужно начать с силы, которую создает каждый поршневой/коленчатый двигатель, которая влияет на ощущение дроссельной заслонки двигателя. Каждый движущийся компонент создает силы, когда он ускоряется и замедляется (F = m x a).Возникающие силы пытаются удержать деталь в том направлении, в котором она движется, в то время как сама деталь замедляется. Это то, что мы обычно называем силой инерции.

Сила инерции представляет собой сумму общей силы первичного поршня и общей силы вторичного поршня.

Подробное объяснение этих сил следует на следующих 2 страницах.

 

 

 

 

 

Первичная сила поршня
«Первичная сила – это сила инерции, создаваемая массой поршня из-за проектируемого движения вращающейся шатунной шейки вдоль линии хода, передаваемого поршню через шатун.”
Другими словами: максимальная сила, возникающая через каждые 180°, когда поршень находится в ВМТ или в НМТ и наоборот. Каждый объект, который подвергается изменению скорости или направления, создает силу, которая сопротивляется этому изменению скорости или направления. В каждой мертвой точке эта сила максимальна и направлена ​​по линии удара, направленной в том же направлении, в котором двигался объект.

Когда мы смотрим на 4-цилиндровый рядный двигатель, мы всегда видим «противодействующую» силу от другого поршня, который одновременно движется в противоположном направлении.
Пример: поршень 1 движется вниз и одновременно поршень 2 движется вверх. Следовательно, равнодействующая обеих поршневых сил находится в равновесии и, таким образом, уравновешивает друг друга.
Это относится как к «обычному» коленчатому валу с углом поворота 180°, так и к коленчатому валу с поперечной плоскостью.

Коленчатый вал 180°:
Видео ниже: Первичный 4 цилиндр (коленвал 180°):
Когда поршень 1 находится в ВМТ, поршень 2 находится в НМТ, и наоборот.
Когда поршень 4 находится в ВМТ, поршень 3 находится в НМТ, и наоборот.
В этой конфигурации два поршня одновременно движутся в одном направлении, а два других поршня одновременно движутся в другом направлении. Силы обеих поршневых пар компенсируют друг друга.

Коленчатый вал с поперечной плоскостью:
Видео ниже: Первичный цилиндр 4 (кривошип с поперечной плоскостью):
Когда поршень 1 находится в ВМТ, поршень 4 находится в НМТ, и наоборот.
Когда поршень 3 находится в ВМТ, поршень 2 находится в НМТ, и наоборот.
Несмотря на то, что в настоящее время используются пары разных поршней, коленчатый вал с поперечной плоскостью дает тот же результат.В этой конструкции сила одного поршня уравновешивает силу другого поршня.

Вторичное усилие поршня
«Вторичное усилие – это сила инерции, создаваемая массой поршня из-за движения вращающейся шатунной шейки наружу и внутрь перпендикулярно (горизонтально) линии хода, передающего движение поршню через наклонное соединение стержень.»
Другими словами: Шатун/шатунная шейка отходит от линии хода, когда он проходит от ВМТ до 90°, а затем начинает двигаться внутрь к линии хода от 90° до НМТ. Такое же движение шатуна/шатуна происходит от НМТ обратно к ВМТ; Шатун/шатунная шейка отходит от линии хода от НМТ до 270° и движется внутрь к линии хода от 270° до ВМТ. Вторичная сила максимальна в момент торможения поршня.
Вторичные силы поршня, создаваемые этим вторичным движением, проявляются в другом месте шатуна/шатунной шейки, чем силы первичного поршня. Время появления каждого вторичного поршневого усилия имеет большое влияние, когда мы сравниваем различные 4-цилиндровые рядные конструкции коленчатого вала.

Коленчатый вал 180°:
Видео ниже: Вторичный 4-й цилиндр (коленвал 180°):
При такой конструкции коленчатого вала все 4 поршня создают вторичную силу в одном и том же направлении в одно и то же время. 2 поршня перемещаются от ВМТ к 90°, а 2 других поршня перемещаются от НМТ к 270°. Это приводит к накоплению всех сил, потому что все силы направлены в одну и ту же сторону. Это полная вторичная сила этой конструкции коленчатого вала на 180 °.

Коленчатый вал с поперечной плоскостью:
Видео ниже: Вторичный 4-й цилиндр (кривошип с поперечной плоскостью):
При такой конструкции коленчатого вала у нас есть 4 поршня, положение которых отличается друг от друга.
Два поршня в начале движения вниз и два поршня в начале движения вверх.
Поршень 1 находится в ВМТ и перемещается на 90°, а поршень 4 находится в НМТ и перемещается на 270°. Оба этих поршня создают силу, которая направлена ​​вверх (движение шатуна наружу), НО поршень 2 находится под углом 270° и перемещается в ВМТ, а поршень 3 находится под углом 90° и перемещается в НМТ. Оба этих поршня создают силу, направленную вниз (движение шатуна внутрь).
Это означает, что поршни 1 & 4 представляют собой пару, имеющую усилие вверх и поршни 2 & 3 имеют силу, направленную вниз.
Силы, направленные вверх, уравновешиваются силами, направленными вниз.
Это означает, что поперечная плоскость коленчатого вала не имеет вторичной силы.

 

 

 

 

 

Заключение
Благодаря конструкции коленчатого вала с поперечной плоскостью сила инерции (= момент инерции) снижается почти до нуля (небольшой шум остается из-за изгиба и кручения коленчатого вала из-за поглощения силы инерции).Так что остается «чистый» крутящий момент сгорания. Ощущение момента сгорания — это то, что подразумевается под ощущением дроссельной заслонки. Крутящий момент сгорания больше не подавляется моментом инерции коленчатого вала с поперечной плоскостью. Это дает водителю ощущение, что он напрямую управляет задним колесом без какого-либо вмешательства, тем самым улучшая ходовые качества.

Порядок зажигания
Новая конструкция коленчатого вала приводит к новому порядку зажигания.
Этот порядок срабатывания обеспечивает наиболее гладкий порядок срабатывания, возможный с этой структурой кросс-плоскости.
Новый порядок зажигания приводит к новой последовательности сгорания: 1-3-2-4,
со следующими интервалами: 270° 180° 90° 180°.
Итак, это двигатель с «нерегулярным» режимом работы по сравнению с обычным 4-цилиндровым двигателем, который работает с интервалами 180°, 180°, 180°, 180°.

Посмотрите фильмы о запуске этого двигателя.
[Щелкните правой кнопкой мыши и выберите «Сохранить цель как…», чтобы скачать фильм]

Фильм YCC-I

Фильм о кроссплане

 

 

 

 

 

Схема выхлопа
Порядок работы также влияет на схему выхлопа.В поперечном двигателе колебания газа более экстремальны, а максимальное давление газа выше, чем в обычном двигателе.
Это означает, что выхлопная система должна быть более «открытой». Обычные 3-камерные глушители (как и у предыдущего R1) создают слишком высокое сопротивление воздушному потоку, поэтому кроссплан R1 использует «монокамерную» схему выхлопа, известную из гонок.
Чтобы удержать уровень шума в пределах нормы по шуму, объем глушителя пришлось увеличить до пропорционально большего размера по сравнению с 3-камерными компоновками.
Принятая монокамерная конструкция с «беспрепятственным» потоком газа, наконец, обеспечивает высочайший уровень производительности и, кроме того, создает уникальный и захватывающий звук.
Легкие титановые глушители расположены под сиденьем.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2019 © Все права защищены. Карта сайта